عامل الجودة لدائرة الرنين

ما هو عامل الجودة لدائرة الرنين؟ ووهان UHV متخصصة في الإنتاجأجهزة الرنين التسلسلي، مع مجموعة واسعة من اختيار المنتجات والاختبارات الكهربائية المهنية. عندما تبحث عنأجهزة الرنين التسلسلي، اختر ووهان UHV

الدوائر الرنانة لديها مجموعة واسعة من التطبيقات في التكنولوجيا الإلكترونية. ترتبط خصائص دائرة الرنين ارتباطًا وثيقًا بعامل الجودة الخاص بها (أي قيمة Q). للحصول على قيمة Q للدائرة، ينبغي للمرء أن يبدأ من تعريفها من أجل الحصول على فهم أعمق لمعنى قيمة Q وفهم أكثر شمولاً لخصائص دوائر الرنين. عند دراسة دوائر الرنين المختلفة، غالبًا ما يتم استخدام قيمة عامل الجودة Q للدائرة. إذن ما هي قيمة Q؟ أدناه سنقدم مناقشة مفصلة.

يتم تعريف التعريف الأصلي لعامل الجودة بالطاقة، والتي تمثل علاقة التحويل بين الطاقات في الدائرة، أي كفاءة تخزين الطاقة في الدائرة. يمكن التعبير بوضوح عن المعنى المادي لعامل الجودة من خلال تعريف عامل جودة الطاقة، الذي له أهمية عالمية لمختلف الدوائر.

لحساب عامل الجودة لسلسلة RLC البسيطة والدوائر المتوازية، يمكننا تطبيق صيغة تعريف عامل الجودة مباشرة في سلسلة RLC والدوائر المتوازية، ولكن بالنسبة لدوائر الرنين RLC الأكثر تعقيدًا، لم تعد هذه الصيغ قابلة للتطبيق. إن التعريف الأكثر بدائية لعامل الجودة، أي تعريف الطاقة، يجب أن يكون عامل الجودة لأي دائرة رنين يمكن حسابها، ولكنه قد يكون مرهقًا للغاية.

يوضح الشكل 1 دائرة طنين تسلسلية تتكون من مكثف C، ومحث L، ومقاومة التسرب للمكثف ومقاومة خطية للمحث R. الممانعة المعقدة Z لهذه الدائرة هي مجموع الممانعات المعقدة لثلاثة مكونات.

الشكل 1

Z=R+jωL+(-j/ωC)=R+j(ωL-1/ωC) ⑴

المقاومة R في المعادلة أعلاه هي الجزء الحقيقي من العدد المركب، والفرق بين المفاعلة الحثية والمفاعلة السعوية هو الجزء التخيلي من العدد المركب. نحن نسمي الجزء التخيلي المفاعلة، الممثلة بـ X، وω هو التردد الزاوي للإشارة المطبقة.

عندما X=0، تكون الدائرة في حالة طنين، حيث تلغي المفاعلة التحريضية والسعوية بعضها البعض، أي أن الجزء التخيلي في المعادلة ⑴ يساوي صفرًا، مما يؤدي إلى الحد الأدنى من الممانعة في الدائرة. ولذلك، فإن التيار يصل إلى الحد الأقصى، والدائرة الآن عبارة عن دائرة حمل مقاومة بحتة، حيث يكون الجهد والتيار في الدائرة في الطور. عندما ترن الدائرة، فإن سعتها تساوي محاثتها، لذلك يجب أن يكون الجهد الفعال عبر المكثف والمحرِّض متساويًا،

القيمة الفعالة للجهد على المكثف UC=I * 1/ω C=U/ω CR=QU عامل الجودة Q=1/ω CR، حيث I هو إجمالي تيار الدائرة.

القيمة الفعالة للجهد على المحث UL=ω LI=ω L * U/R=QU عامل الجودة Q=ω L/R

لأن UC=UL، Q=1/ω CR=ω L/R

نسبة الجهد على المكثف إلى جهد الإشارة المطبق U UC/U=(I * 1/ω C)/RI=1/ω CR=Q نسبة الجهد على المحث إلى جهد الإشارة المطبق U UL/U=ω LI/RI=ω L/R=Q

من التحليل أعلاه، يمكن ملاحظة أنه كلما ارتفع عامل جودة الدائرة، كلما زاد الجهد على المحث أو المكثف مقارنة بالجهد المطبق.

خاتمة

يعبر تعريف الطاقة لعامل الجودة بوضوح عن المعنى المادي لعامل الجودة وله أهمية عالمية لمختلف الدوائر. ومع ذلك، فمن الصعب جدًا، بل من الصعب، استخدامه لحل عامل الجودة لدوائر الرنين الأكثر تعقيدًا. يتم تعريف تعريف عامل الجودة لدوائر الرنين المتسلسلة والمتوازية بشكل مباشر من منظور معلمات الدائرة. وهذا التعريف مفيد لحساب عامل الجودة، ولكن من منظور فهمي، فهو ليس واضحا مثل تعريف الطاقة لعامل الجودة، مما يسهل رؤية معناه المادي. من الإثبات في الجزء الأول، يمكننا أن نرى أن تعريف عامل الجودة لدوائر الرنين المتوالية والمتوازية يمكن استخلاصه من تعريف الطاقة لعامل الجودة، وهما متكافئان لبعضهما البعض. تعتبر معادلة الحساب البسيطة لاشتقاق عامل الجودة لأي دائرة طنين الواردة في هذه المقالة فعالة لاشتقاق معادلة حساب عامل الجودة لمختلف دارات الرنين ذات المعلمات المجمعة، خاصة بالنسبة لدوائر الرنين الأكثر تعقيدًا. طالما تم الحصول على المقاومة المكافئة والتحريض والسعة للدائرة في ظل ظروف الرنين، يمكن تطبيق حساب عامل الجودة لدائرة الرنين المتسلسلة مباشرة للحصول على عامل الجودة للدائرة. هذه الطريقة بسيطة وسهلة التنفيذ، خاصة لحل الدوائر المعقدة، مما يدل على تفوق كبير.