Q-Faktor in Elektrotechnik und Elektronik
Q-Faktor in Elektrotechnik und Elektronik
Q-Faktor in Elektrotechnik und Elektronik
In einem abgestimmten Schaltkreis wird das Verhältnis zwischen Reaktanz und Widerstand als Q-Faktor oder Qualitätsfaktor … oder …
bezeichnetDas Gegenteil des Leistungsfaktors wird Q-Faktor oder Qualitätsfaktor einer Spule oder ihr Gütefaktor genannt.
Q-Faktor =1/ Leistungsfaktor =1/Cosθ=Z/R … (wobei Leistungsfaktor Cosθ =R/Z )
Wenn R in Bezug auf die Reaktanz zu klein ist
Then Q factor =Z/R =ωL/R =2πfL / R … (ωL/R =2πf)
Außerdem kann der Q-Faktor als das Verhältnis zwischen gespeicherter Energie und verbrauchter Energie pro Zyklus in einem Schaltkreis definiert werden
Q =2π x (gespeicherte Energie/Leistungsverlust)
In einem Resonator ist Q das Verhältnis zwischen gespeicherter Energie im Resonator und Energie, die vom Generator geliefert wird, um die Signalamplitude konstant zu halten
Q =2π (maximale gespeicherte Energie/abgeführte Energie pro Zyklus) in der Spule.
Gut zu wissen* 1 :
In elektrischen Systemen und Schaltkreisen ist die gespeicherte Energie die Summe der gespeicherten Energien in verlustfreien Induktivitäten und Kondensatoren. Und die verlorene Energie ist die Summe der in Widerständen (Wärme, Licht usw.) pro Zyklus verbrauchten Energien
Whereas;
Der Kondensator absorbiert Blindleistung und speichert Energie in Form eines elektrischen Felds
Induktor absorbiert Blindleistung und speichert Energie in Form von Magnetfeld
Und
Widerstand absorbiert die tatsächliche Leistung und verteilt sich in Form von Wärme und Licht
Q-Faktor in rein kapazitiv (C) und rein induktive (L) Schaltungen
Wie wir wissen, ist die Leistung in reinen kapazitiven und induktiven Schaltungen Null. Somit ist auch der Leistungsfaktor der Schaltung Null. Aber der „Q“-Faktor der Schaltung ist das Gegenteil des Leistungsfaktors, daher ist der „Q“-Faktor sowohl in reinen kapazitiven als auch in induktiven Schaltungen unendlich (∞).
Q-Faktor in einer Serien-RL-Schaltung
Im Serien-RL-Schaltkreis, Impedanz (Z) =die induktive Reaktanz =XL =2πfL, daher der Gütefaktor „Q“
=Z/ R → =XL /R → =2πfr L /R
Q-Faktor in einer Reihen-RC-Schaltung
In Reihe RC-Schaltung, Impedanz (Z) =kapazitive Reaktanz =XC = 1/2πfC, daher der Qualitätsfaktor „Q“
=Z/ R → =XC /R → =(1/2πfr C) /R → =1 / 2πfr CR.
Where
Z =Impedanz =Widerstand in Wechselstromkreisen (Z =XL 2 -XC 2 Ω)
R =Widerstand in Ω
C =Kapazität in Farad
L =Induktivität in Hennery
XL =Induktive Reaktanz in Ω
XC =Kapazitive Reaktanz in Ω
fürr =Resonanzfrequenz in Hz
Q-Faktor eines Schwingkreises =Resonanzfrequenz / Bandbreite
Q =fr /B
Q =fr / (f2 – f1 )
Wo
fr =Resonanzfrequenz in Hertz
B =Bandbreite =die Differenz zwischen den oberen und unteren Frequenzen in einem kontinuierlichen Satz von Frequenzen =B =(f2 – f1 )
Q-Faktor in einer Reihen-RLC-Schaltung ( Spannungseingangs-Resonanzschaltung).
In einer idealen Serien-RLC-Schaltung (auch in einem (TRF) abgestimmten Hochfrequenzempfänger) ist der Qualitätsfaktor „Q“.
Q =(1/R) x (√ (L/C) =ω0 L/R
Aus der obigen Gleichung geht hervor, dass je größer der Serienwiderstand, desto kleiner der „Q“-Faktor der Schaltung, d.h. , desto mehr Energie geht verloren und desto größer ist die Bandbreite.
Gut zu wissen* 2 : Ein hoher Q-Faktor des Resonanzkreises hat im Vergleich zu einem niedrigen „Q“-Faktor eine schmale Bandbreite
Q-Faktor in einer parallelen RLC-Schaltung ( Stromeingangs-Resonanzkreis)
Der „Q“-Faktor in einer parallelen RLC-Schaltung ist nur das Gegenteil des „Q“-Faktors in einer seriellen RLC-Schaltung
Q =R x (√ (C /L) =R /ω0 L
Wo
R =Widerstand in Ω
C =Kapazität in Farad
L =Induktivität in Henry
Aus der obigen Gleichung geht hervor, dass je niedriger der Widerstand, desto größer der „Q“-Faktor der Schaltung, d.h weniger Energieverlust und die schmalere Bandbreite, und es wäre in Filterentwurfsschaltungen nützlich, die Bandbreite zu bestimmen.
Q-Faktor in einer Schaltung mit komplizierten Impedanzen
Wie wir oben besprochen haben:„In einem abgestimmten Schaltkreis wird das Verhältnis zwischen Reaktanz und Widerstand als Q-Faktor oder Qualitätsfaktor bezeichnet … Oder
Das Gegenteil des Leistungsfaktors wird als Q-Faktor oder Qualitätsfaktor einer Spule bezeichnet.
Q-Faktor =1/ Leistungsfaktor =1/Cosθ=Z/R … (wobei Leistungsfaktor Cosθ =R/Z )”
Diese für; Wir können auch den „Q“-Faktor einer Schaltung mit komplizierten Impedanzen bestimmen, wenn wir den Leistungsfaktor der Schaltung kennen, wo
Leistungsfaktor =Cosθ =R/Z … oder …
Der Tangens des Phasenwinkels (θ) zwischen Strom und Spannung.
Gut zu wissen* 3 :
Ein hoher Q-Faktor des Schwingkreises hat im Vergleich zu einem niedrigen „Q“-Faktor eine schmale Bandbreite
Ein niedriger Q-Faktor ergibt ein breites Band (große Bandbreite)
Ein hoher Q-Faktor ergibt ein schmales Band (kleine Bandbreite)
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