谐振电路Q值的意义

  • Post author:
  • Post category:其他


1、Q值等于谐振电路中存储能量与每个周期内消耗的能量的2π倍,Q值越大,意味着相对于存储的能量来说所需付出的能量耗散约束,即谐振电路储能的效率越高;

在LCR电路中,电阻是耗能元件,它把电磁能转化为热,电容和电感是储能元件,它们时而把电磁能储存起来,时而放出,彼此交换能量,而不是消耗,交流电的一个周期T里电阻元件中损耗的能量为:





W

R

=

R

I

2

T

W_R=RI^2 T







W










R




















=








R



I










2









T







其中



I

=

I

0

2

I=\frac{I_0}{\sqrt{2}}






I




=




























2







































I










0








































是电流的有效值,谐振电路中电感和电容元件中储存的总能量为:





W

s

=

1

/

2

L

i

2

(

t

)

+

1

/

2

C

u

c

2

(

t

)

W_s=1/2 Li^2 (t)+1/2 Cu_c^2 (t)







W










s




















=








1


/


2


L



i










2









(


t


)




+








1


/


2


C



u










c








2


















(


t


)







设:





i

(

t

)

=

I

0

c

o

s

(

w

t

)

i(t)=I_0 cos⁡(wt)






i


(


t


)




=









I










0


















c


o


s





(


w


t


)







则:





U

c

(

t

)

=

I

0

w

C

c

o

s

(

w

t

π

/

2

)

=

I

0

w

C

s

i

n

(

w

t

)

U_c (t)=\frac{I_0}{wC} cos⁡(wt-π/2)=\frac{I_0}{wC} sin⁡(wt)







U










c


















(


t


)




=



















w


C















I










0




































c


o


s





(


w


t













π


/


2


)




=



















w


C















I










0




































s


i


n





(


w


t


)







所以:





W

s

=

1

2

I

0

2

[

L

c

o

s

2

w

t

+

1

(

w

2

C

)

s

i

n

2

(

w

t

)

]

W_s=\frac{1}{2} I_0^2 [L cos^2⁡wt+\frac{1}{(w^2 C) }sin^2⁡(wt)]







W










s




















=



















2














1





















I










0








2


















[


L


c


o



s










2












w


t




+



















(



w










2









C


)














1




















s


i



n










2












(


w


t


)


]











Q

=

2

π

W

S

/

W

R

Q=2π W_S/W_R






Q




=








2


π



W










S


















/



W










R























2、谐振电路的通频带宽∆f反比与谐振电路的Q值,Q值越大,谐振电路的频率选择性越强;





f

=

f

0

/

Q

∆f=f_0/Q









f




=









f










0


















/


Q







3、X谐振时电容或者电感上的电压比总电压大Q倍;





Q

=

U

C

/

U

=

U

L

/

U

=

(

W

0

L

)

/

R

Q=U_C/U=U_L/U=(W_0 L)/R






Q




=









U










C


















/


U




=









U










L


















/


U




=








(



W










0


















L


)


/


R







4、Q值越大,振幅衰减越慢;





τ

=

2

Q

/

W

0

=

Q

T

/

π

τ=2Q/W_0 =QT/π






τ




=








2


Q


/



W










0




















=








Q


T


/


π







版权声明:本文为moge19原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。