品质因数-Q值的物理意义及其计算方法
电路q值的计算

电路q值的计算全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:电路的Q值是指品质因数(Quality Factor)。
品质因数是电路的一个重要参数,衡量了电路在特定频率下的能量储存和损耗比例。
在电路领域,Q值通常用来描述电路的频率选择性,也就是电路在特定频率下的性能表现。
Q值越高,表示电路在特定频率下的能量储存越高,损耗越小,频率选择性越好。
Q值的计算方法有很多种,不同类型的电路具有不同的计算方式。
下面将会介绍几种常见电路的Q值计算方法。
1. 电感电路的Q值计算对于串联电感电路,其Q值可以通过下式计算得出:Q = ωL/RQ为品质因数,ω为电路的角频率,L为电感的电感值,R为电路的电阻值。
4. 电路中的Q值应用Q值在电路设计和分析中有着重要的作用,可以帮助工程师评估电路的性能,优化电路设计,提高电路的工作效率和稳定性。
高Q值的电路通常具有较好的频率选择性,能够减少损耗,提高信号传输质量。
第二篇示例:电路的Q值是一个非常重要的参数,它主要用来描述电路的品质因数,即电路在特定频率下的能量损耗情况。
Q值越高,代表电路的能量损耗越小,品质因数越好。
在电子工程领域中,Q值的计算是非常重要的工作,它能够帮助工程师们设计出更加优秀的电路系统。
Q值的计算通常涉及到电路的电阻、电容和电感等元件的参数,其中最常见的是针对谐振电路的计算。
谐振电路是一种能够在特定频率下产生共振的电路,它是许多电子设备中的重要组成部分。
在谐振电路中,Q值可以通过以下公式来计算:Q = ωL/RQ代表电路的品质因数,ω是电路的角频率,L是电路的电感,R 是电路的电阻。
通过这个公式,可以很容易地计算出谐振电路的Q值,从而评估电路的品质因数。
在实际的工程应用中,工程师们通常会根据设计要求和实际情况来选择合适的元件参数,从而优化电路系统的性能。
除了在谐振电路中,Q值的计算在其他类型的电路中也具有重要意义。
在滤波电路中,Q值可以帮助工程师们评估电路的频率选择性能;在放大电路中,Q值可以帮助工程师们评估电路的稳定性和功耗情况。
一个电抗元件的品质因数Q值

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四、有功电阻和电抗
一个电路的复阻抗 的实部r叫有功电阻,虚部x叫电抗。
视在功率S = UI = I 2Z
有功功率P有功 = UIcos = I 2Zcos = I 2r 无功功率P无功= UIsin = I 2Zsin = I 2x
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五、一个电抗元件的品质因数,Q = P无功/P有功
WR = RI 2T
谐振电路中电感和电容储存的能量为
Ws = (1/2)Li 2(t) + (1/2)C uC2(t)
=(1/2)I02[Lcos2 t + (1/ 2C)(sin2 t)]
一般情况下,Ws是随时间做周期变化,表明谐振电路与外界交换无功功率。
但在谐振状态下, 由于L = 1/ C,有
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Q = 2Ws/WR
Q值越高谐振电路的储能效率越高10 。
谢谢!
Ws = (1/2)LI02 =LI2(或I 2/ 02C)
Ws不随时间变化,即谐振电路不再与外界交换无功功率。谐振时的能量是 稳定地储存在电路中的电、磁能。这能量是在谐振电路开始接通时经历的暂
态过程由外电路输入给它的。达到稳定振荡以后,为了维持振荡,外电路需 不断地输入有功功率,以补偿上述的WR损失,但在谐振状态下无需供给无 功功率。由此可见Ws与WR之比反映了一个谐振电路储能的效率。 一个谐振电路的品质因数定义为,
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三、视在功率和无功功率,提高功率因数的第二个作用
实际用电器上标示的容量S是它的额 定电压和额定电流的乘积,而输送到 电力系统的实际功率还要乘上功率因 数。
S = UI, S叫视在功率。提高功率因数,可以 提高实际功率。
谐振时的品质因数q公式(二)

谐振时的品质因数q公式(二)
谐振时的品质因数q公式
1. 品质因数q的定义
•品质因数q是描述谐振系统能量储存和能量损耗的一个关键参数。
•它描述了谐振系统在单位时间内能够保存能量的多少,并且与系统的损耗有关。
2. 品质因数q的计算公式
•品质因数q可以用下面的公式来计算:q = 2πf₀/δf 其中,f₀表示共振频率,δf表示谐振曲线中的带宽。
3. 品质因数q的解释说明
•品质因数q越大,说明谐振系统的能量损耗越小,能量储存能力越强。
•反之,品质因数q越小,说明谐振系统的能量损耗越大,能量储存能力越弱。
•品质因数q还可以用来描述谐振系统频率响应的形状,当q值很大时,频率响应曲线的峰值会更加尖锐。
4. 品质因数q的例子
•一个简单的例子是弹簧振子的谐振。
假设一个弹簧振子的共振频率f₀为100 Hz,带宽δf为10 Hz。
•根据品质因数q的公式,可以计算出q = 2π(100 Hz)/(10 Hz) ≈ 。
•这个q值说明了这个弹簧振子的能量储存能力相较于能量损耗来说是相当强的。
5. 结论
•品质因数q是用来描述谐振系统能量储存和能量损耗的重要参数,它的值越大,能量损耗越小,能量储存能力越强。
•通过品质因数q可以对谐振系统的频率响应进行定量的描述,进而对系统的性能进行评估和优化。
品质因数计算

电路理论基础论文名称:电路品质因数的定义及计算方法学生姓名:学院:班级:学号:2013年12月电路品质因数的定义及计算方法XXX(哈尔滨工业大学 控制科学与工程 哈尔滨150001)摘要:品质因数是谐振电路中非常重要的一个参数。
本文将介绍品质因数的三种定义及之间的相互关系并对谐振电路中品质因数的计算方法进行讨论,给出了一般RLC 电路谐振时品质因数的简单计算方法。
关键词:品质因数;定义;计算方法;谐振电路;等效阻抗;等效导纳;品质因数是谐振电路中一个非常重要的参数,然而在课程教材只是在RLC 串联、并联谐振电路中直接给出了谐振电路的品质因数的计算公式并由计算公式定义了品质因数,但对于品质因数的原始定义、其物理意义及在较为复杂的RLC 混联电路中的计算方法却并没有说明。
本文将介绍品质因数的原始定义,并从原始定义分别推导RLC 串联、并联谐振电路的品质因数定义式,最终给出复杂RCL 谐振电路的品质因数计算的简单方法。
1. 品质因数的定义及相互间的关系1.1 从能量的角度定义=2Q π电路中存储的最大能量电路在一周期内消耗的总能量品质因数的原始定义是由能量来定义的,表示了电路中能量之间的转换的关系,即电路的储能效率。
从能量定义品质因数可以清楚地表达品质因数的物理意义,对于各种电路具有普遍意义,但在电路中利用能量定义来计算品质因数Q 值则相对比较复杂。
1.2 在RLC 串联谐振电路中的定义RLC图一:RCL 串联电路RLC 串联电路图如图所示,电路处于谐振状态时,L 、C 为RLC 串联电路中的电感及电容,C L =ρ,ρ称为RLC 串联电路的特性阻抗。
则品质因数RQ ρ=。
1.3 在RLC 并联谐振电路中的定义RL C图二:RLC 并联电路由电流源激励的RLC 并联电路图如图所示,谐振时电感电流或电容电流与总电流之比称为RLC 并联电路的品质因数:0L C I I Q CR I I ω====1.4 由品质因数的能量定义推导RLC 串联谐振电路品质因数RLC图三:RCL 串联电路如图所示RLC 串联电路,设电路两端电压为()t U ωcos 22u 0=,当电路处于串联谐振时,C L ωω1=,电路中电流()t I Rui ωcos 2==。
rlc串联谐振电路品质因子q

rlc串联谐振电路品质因子q摘要:1.RLC 串联谐振电路的构成2.谐振频率的物理意义3.品质因数q 的定义及物理意义4.q 的值对电路性能的影响5.应用实例正文:一、RLC 串联谐振电路的构成RLC 串联谐振电路是由电阻(R)、电感(L)和电容(C)三个元件串联而成的电路。
这种电路在一定的频率下,电路中的电流与电压会呈现同相位,这个特殊的频率被称为谐振频率。
在电工学中,了解和掌握RLC 串联谐振电路的品质因数q 及其物理意义具有重要意义。
二、谐振频率的物理意义在RLC 串联谐振电路中,当外加电压的频率等于谐振频率时,电路中的电流与电压同相。
这个频率即为RLC 电路的谐振频率。
在实际应用中,例如无线电通信、信号处理等领域,对信号进行调制、滤波等操作时,掌握谐振频率的物理意义至关重要。
三、品质因数q 的定义及物理意义品质因数q 是描述RLC 串联谐振电路特性的一个重要参数,定义为电感或电容上的电压与外加电压之比,即qul/u,uculqu。
当出现串联谐振时,容抗(或感抗)与电阻相等,此时q 的值等于电路的谐振次数。
品质因数q 的值越大,表示电路的谐振性能越好,即在谐振频率附近,电路的电流与电压同相位程度越高。
四、q 的值对电路性能的影响品质因数q 的值对RLC 串联谐振电路的性能有很大影响。
当q 值较大时,电路在谐振频率附近的阻抗较小,信号通过电路时能量损耗较小,电路的传输效率较高;反之,当q 值较小时,电路在谐振频率附近的阻抗较大,信号通过电路时能量损耗较大,电路的传输效率较低。
五、应用实例RLC 串联谐振电路在实际应用中具有广泛的应用,例如在无线电通信、广播电视、音响设备等领域。
品质因数符号

品质因数符号
品质因数符号,又称为Q值,是一种在电子学、无线电和通信领域中
常用的术语。
它通常被用来描述一个电路或元件的振荡器特性,例如
滤波器、放大器和天线等。
这个符号代表一个元件在不同频率范围内
的电容和电感质量之比。
Q值的计算公式为Q=2πfL/R,其中f代表频率,L代表电感,R代表电阻。
在滤波器和天线设计中,高品质因数符号通常表示更好的性能
和选择性。
而在放大器设计中,低Q值通常被认为是更好的选择。
这个符号有很多实际应用。
例如,品质因数符号可以用于当我们使用
无线电在不同频率下传输数据时,可以使用这个符号来计算信号在传
输中的损耗。
品质因数符号还可以用于带通滤波器的设计中,因为这
个符号可以衡量滤波器的带宽和选择性,从而确定所选滤波器的可行性。
此外,Q值也可以用于天线的设计,因为天线的Q值是决定天线性能的重要参数之一。
高Q天线通常具有更高的性能和距离,因为它们可
以更有效地将传输功率转换为无线信号。
总之,品质因数符号是电子学和通信技术领域中一个非常重要的概念。
它不仅仅是一个符号,而且是性能、选择性和距离等诸多方面的关键
参数。
随着技术的不断发展,品质因数符号将继续发挥着重要的作用,并在更多的应用领域得到广泛的应用。
rlc串联谐振电路品质因子q
rlc串联谐振电路品质因子q【实用版】目录1.RLC 串联谐振电路的构成2.谐振频率的物理意义3.品质因数 q 的定义及物理意义4.q 的取值范围及其对电路性能的影响5.实际应用中的 q 值选择正文一、RLC 串联谐振电路的构成RLC 串联谐振电路是由电阻 R、电感 L 和电容 C 三个元件串联组成的电路。
这种电路在一定的频率下,电路中的电流与电压会呈现同相位,这个特殊的频率被称为谐振频率。
在电路中,电感 L 和电容 C 上的电压与电流之间存在一定的相位差,这个相位差随着频率的变化而变化。
二、谐振频率的物理意义在 RLC 串联谐振电路中,当外加电压的频率等于谐振频率时,电路中的电流与电压呈现同相位。
此时,电路中的电感和电容元件分别储存和释放能量,能量在电感和电容之间来回转移。
谐振频率是电路中能量交换最为剧烈的频率,也是电路性能最为显著的频率。
三、品质因数 q 的定义及物理意义品质因数 q 是描述 RLC 串联谐振电路性能的一个重要参数,它表示电感或电容上的电压与外加电压之比。
在串联谐振出现时,容抗(或感抗)与电阻相等,此时 q 的值等于 1。
当 q 的值大于 1 时,表示电感或电容上的电压高于外加电压,电路呈电感性;当 q 的值小于 1 时,表示电感或电容上的电压低于外加电压,电路呈电容性。
四、q 的取值范围及其对电路性能的影响品质因数 q 的取值范围为 0 到 1,它对 RLC 串联谐振电路的性能有重要影响。
当 q 值增大时,电路的谐振频率会变低,同时电路的性能也会变得更好;当 q 值减小时,电路的谐振频率会变高,但电路的性能会相应降低。
因此,在实际应用中,需要根据具体需求选择合适的 q 值。
五、实际应用中的 q 值选择在实际应用中,RLC 串联谐振电路广泛应用于通信、广播和音响等领域。
在这些领域中,通常需要根据系统的性能要求来选择合适的 q 值。
例如,在通信系统中,为了实现高效的信号传输,通常需要选择较低的谐振频率,因此需要选择较大的 q 值;在音响系统中,为了实现良好的音质,通常需要选择较高的谐振频率,因此需要选择较小的 q 值。
串联谐振电路品质因数的定义
串联谐振电路品质因数的定义谐振电路中一个非常重要的参数就是品质因数Q,它揭示了谐振电路的各种重要关系,Q值的大小直接影响谐振电路的通频带和选择性等重要指标。
然而,在现有的电子教科书中,对谐振电路品质因数的描述大都比较简单,这不利于学生对这一概念与其内涵的真正理解与把握。
特别是对品质因数Q值的求解,学生更是感到无从下手。
针对于这问题,本文从品质因数的定义出发进行研究,介绍了一种计算品质因数Q值简单而又有效的方法。
1•品质因数的定义电路的品质因数分为串联电路的品质因数与并联电路的品质因数,以及部分电路的品质因数和整体电路的品质因数。
品质因数有以下几种定义方式:1.1用能量定义品质因数的能量定义清楚地表达了品质因数的物理意义,对于各种电路具有普遍意义,但在电路中利用能量定义来计算品质因数Q值相对比较复杂,有时候甚至难以计算。
计算公式如下:品质因数Q=2冗(3 0/ ®R0)式中:0w ------- 谐振时电路储存的能量,®R0 ---------- 谐振时电路在1周期内消耗的能量。
中消耗的有功功率,T0 谐振周期品质因数Q=2冗(3 LOM/P0T0)式中:3LOM ------ 谐振时电路中电感能量的最大值,P0 --------- 谐振时电路中消耗的有功功率,T0 谐振周期1.2用功率定义品质因数的功率定义是从另一个角度对品质因数的能量定义的一种解释,它也较好地表达了品质因数的物理意义,用它来计算品质因数Q值的方法相对来说比用能量定义的方法来求解要好得多,不会出现计算不出来的情况。
但对较为复杂电路,其计算过程较为繁琐。
其计算公式如下:品质因数Q=QO/PO式中:Q0 -------- 谐振时的无功功率,P0 ----------- 谐振时的有功功率。
1.3串联电路品质因数的定义1.3.1用参数定义如图1所示的RLC串联谐振电路,一般教科书用参数这样定义串联电路的品质因数:谐振时回路感抗值(或容抗值)与回路电阻R的比值称为回路的品质因数,用参数计算公式如下:品质因数Q= wOL/R=1/ wOCR=1R b/R(1)式中:0 3 ------ 电路谐振角频率丄------- 电路中的电感,C ---------- 电路中的电容,R -------- 电路的电阻。
品质因数计算
电路理论基础论文名称:电路品质因数的定义及计算方法学生姓名:学院:班级:学号:2013年12月电路品质因数的定义及计算方法XXX(哈尔滨工业大学 控制科学与工程 哈尔滨150001)摘要:品质因数是谐振电路中非常重要的一个参数。
本文将介绍品质因数的三种定义及之间的相互关系并对谐振电路中品质因数的计算方法进行讨论,给出了一般RLC 电路谐振时品质因数的简单计算方法。
关键词:品质因数;定义;计算方法;谐振电路;等效阻抗;等效导纳;品质因数是谐振电路中一个非常重要的参数,然而在课程教材只是在RLC 串联、并联谐振电路中直接给出了谐振电路的品质因数的计算公式并由计算公式定义了品质因数,但对于品质因数的原始定义、其物理意义及在较为复杂的RLC 混联电路中的计算方法却并没有说明。
本文将介绍品质因数的原始定义,并从原始定义分别推导RLC 串联、并联谐振电路的品质因数定义式,最终给出复杂RCL 谐振电路的品质因数计算的简单方法。
1. 品质因数的定义及相互间的关系1.1 从能量的角度定义=2Q π电路中存储的最大能量电路在一周期内消耗的总能量品质因数的原始定义是由能量来定义的,表示了电路中能量之间的转换的关系,即电路的储能效率。
从能量定义品质因数可以清楚地表达品质因数的物理意义,对于各种电路具有普遍意义,但在电路中利用能量定义来计算品质因数Q 值则相对比较复杂。
1.2 在RLC 串联谐振电路中的定义RLC图一:RCL 串联电路RLC 串联电路图如图所示,电路处于谐振状态时,L 、C 为RLC 串联电路中的电感及电容,C L =ρ,ρ称为RLC 串联电路的特性阻抗。
则品质因数RQ ρ=。
1.3 在RLC 并联谐振电路中的定义RL C图二:RLC 并联电路由电流源激励的RLC 并联电路图如图所示,谐振时电感电流或电容电流与总电流之比称为RLC 并联电路的品质因数:0L C I I Q CR I I ω====1.4 由品质因数的能量定义推导RLC 串联谐振电路品质因数RLC图三:RCL 串联电路如图所示RLC 串联电路,设电路两端电压为()t U ωcos 22u 0=,当电路处于串联谐振时,C L ωω1=,电路中电流()t I Rui ωcos 2==。
Q值的定义
在LC振荡回路中,在理想情况下振荡电压或电流的振幅是不变的,因此,产生等幅振荡,但实际上电感的直流电阻的存在,使振荡电压或电流的振幅逐渐减小,这种减小取决于在每个周期内转换能量与消耗能量的多少,我们将每个周期内转换能量与消耗能量的比值乘以2π(为了计算方便)作为衡量振荡衰减快慢的一个物理学量,叫做品质因数,用Q表示
经计算得Q=ωL/r=√(L/C)/r
Q值表示反映电感的内部损耗,Q值大代表内阻小,损耗低,反之亦然,但电容容抗与工作频率成反比,即高频的容抗小,低频容抗大
Q=ωL/r=√(L/C)/r
关于电感线圈的品质因数Q值的最早定义为:在给定的频率下,每个周期里,线圈储存能量的最大值与总损耗能量之比的2×PI倍速。
以后也有人把线圈的Q 值定义为无功功率与有功功率之比。
然后根据电感不同的等效电路模型可以推导出不同的品质因数Q的计算公式;
串联等效电路:Q=WLs/Rs
并联等效电路:Q=Rp/(WLp)
一般情况下这两种等效电路所得出来的Q值都很接近,但有时也需要根据电感的类型来选择正确的电感等效模型。
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品质因数-Q值的物理意义及其计算方法1、Q值的定义:Q值是衡量电感器件的主要参数.是指电感器在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比.电感器的Q值越高,其损耗越小,效率越高.电感器品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关.也有人把电感的Q值特意降低的,目的是避免高频谐振/增益过大.降低Q值的办法可以是增加绕组的电阻或使用功耗比较大的磁芯.Q值过大,引起电感烧毁,电容击穿,电路振荡.Q很大时,将有VL=VC>>V的现象出现.这种现象在电力系统中,往往导致电感器的绝缘和电容器中的电介质被击穿,造成损失.所以在电力系统中应该避免出现谐振现象.而在一些无线电设备中,却常利用谐振的特性,提高微弱信号的幅值.品质因数又可写成Q=2pi*电路中存储的能量/电路一个周期内消耗的能量通频带BW与谐振频率w0和品质因数Q的关系为:BW=wo/Q,表明,Q大则通频带窄,Q小则通频带宽.Q=wL/R=1/wRC其中:Q是品质因素w是电路谐振时的角频率(2πf)L是电感R是串的电阻C是电容结合自己的实践,对上面进行一下补充由于在天线端都是采用的是RLC并联谐振电路,是在正弦电流激励下工作的所以在计算电感的品质因数Q值时,R值为整个谐振电路的等效阻值,在计算时候要注意下面的是一个案例,很有指导意义!!!!For optimum performance the antenna Q should not exceed 20 and to achievereliable tuning at 125kHz the antenna inductance should be around 700uH. HigherQ and inductance values will still function but with a reduced range andperformance.The formula for calculating Q = 2*pi*fL / Rant = 549 / Rantwhere f = Resonant frequency, 125 kHz, L = Antenna inductance, 700uHRant = Overall antenna resistance = Rdriver + Ra + (Rcu + Rrf)pi = 3.14159 etcRdriver = 3.5 R (from IC spec) and Ra = 22 R (series resistor in antenna loop)Rcu = Resistance of Copper (coil and cable) andRrf = RF resistive component (eddy current losses etc)By measurement at 125kHz, (Rcu + Rrf) = approx 6RTherefore Rant = 3.5 + 22 + 6 = 31.5 Ohms, Q = 549 / 31.5 = 17Max peak antenna current (with 22R series resistor),Iant max = 4Vdd / pi*Rant = 20 / pi*31.5 = 200maMax peak antenna voltage, Uant max = Iant max . (2*pi*fL) = 110v1.电感线圈的串、并联每一只电感线圈都具有一定的电感量。
如果将两只或两只以上的电感线圈串联起来总电感量是增大的,串联后的总电感量为:L串 =L1+L2+L3+L4……线圈并联起来以后总电感量是减小的,并联后的总电感量为:L并 =1/(1/L1+1/L2+1/L3+1/L4+……)上述的计算公式,是针对每只线圈的磁场各自隔离而不相接触的情况,如果磁场彼此发生接触,就要另作考虑了。
2.电感线圈的检测在选择和使用电感线圈时,首先要想到线圈的检查测量,而后去判断线圈的质量好坏和优劣。
欲准确检测电感线圈的电感量和品质因数Q,一般均需要专门仪器,而且测试方法较为复杂。
在实际工作中,一般不进行这种检测,仅进行线圈的通断检查和Q值的大小判断。
可先利用万用表电阻档测量线圈的直流电阻,再与原确定的阻值或标称阻值相比较,如果所测阻值比原确定阻值或标称阻值增大许多,甚至指针不动(阻值趋向无穷大X 可判断线圈断线;若所测阻值极小,则判定是严重短路万果局部短路是很难比较出来人这两种情况出现,可以判定此线圈是坏的,不能用。
如果检测电阻与原确定的或标称阻值相差不大,可判定此线圈是好的。
此种情况,我们就可以根据以下几种情况,去判断线圈的质量即Q值的大小。
线圈的电感量相同时,其直流电阻越小,Q值越高;所用导线的直径越大,其Q值越大;若采用多股线绕制时,导线的股数越多,Q值越高;线圈骨架(或铁芯)所用材料的损耗越小,其Q值越高。
例如,高硅硅钢片做铁芯时,其Q值较用普通硅钢片做铁芯时高;线圈分布电容和漏磁越小,其Q值越高。
例如,蜂房式绕法的线圈,其Q值较平绕时为高,比乱绕时也高;线圈无屏蔽罩,安装位置周围无金属构件时,其Q值较高,相反,则Q值较低。
屏蔽罩或金属构件离线圈越近,其Q值降低越严重;对有磁芯的高频线圈,其Q值较天磁芯时为高;磁芯的损耗越小,其Q值也越高。
在电源滤波器中使用的低频阻流圈,其Q值大小并不太重要,而电感量L的大小却对滤波效果影响较大。
要注意,低频阻流圈在使用中,多通过较大直流,为防止磁饱和,其铁芯要求顺插,使其具有较大气隙。
为防止线圈与铁芯发生击穿现象,二者之间的绝缘应符合要求。
所以,在使用前还应进行线圈与铁芯之间绝缘电阻的检测。
具体方法与变压器绝缘电阻的检测方法相同(可参阅变压器的检测)。
对于高频线圈电感量L由于测试起来更为麻烦,一般都根据在电路使用效果适当调整,以确定其电感量是否合适。
对于多个绕组的线圈,还要用万用表检测各绕组之间线圈是否短路;对于具有铁芯和金属屏蔽罩的线圈,要测量其绕组与铁芯或金属屏蔽罩之间是否短路。
3.绕制线圈的注意事项线圈在实际使用过程中,有相当数量品种的电感线圈是非标准件,都是根据需要有针对性进行绕制。
自行绕制时,要注意以下几点:(1)根据电路需要,选定绕制方法在绕制空心电感线圈时,要依据电路的要求,电感量的大小以及线圈骨架直径的大小,确定绕制方法。
间绕式线圈适合在高频和超高频电路中使用,在圈数少于3圈到5圈时,可不用骨架,就能具有较好的特性,Q值较高,可达150-400,稳定性也很高。
单层密绕式线圈适用于短波、中波回路中,其Q值可达到150-250,并具有较高的稳定性。
(2)确保线圈载流量和机械强度,选用适当的导线线圈不宜用过细的导线绕制,以免增加线圈电阻,使Q值降低。
同时,导线过细,其载流量和机械强度都较小,容易烧断或碰断线。
所以,在确保线圈的载流量和机械强度的前提下,要选用适当的导线绕制。
(3)绕制线圈抽头应有明显标志带有抽头的线圈应有明显的标志,这样对于安装与维修都很方便。
(4)不同频率特点的线圈,采用不同材料的磁芯工作频率不同的线圈,有不同的特点。
在音频段工作的电感线圈,通常采用硅钢片或坡莫合金为磁芯材料。
低频用铁氧体作为磁芯材料,其电感量较大,可高达几亨到几十亨。
在几十万赫到几兆赫之间,如中波广播段的线圈,一般采用铁氧体芯,并用多股绝缘线绕制。
频率高于几兆赫时,线圈采用高频铁氧体作为磁芯,也常用空心线圈。
此情况不宜用多股绝缘线,而宜采用单股粗镀银线绕制。
在100MHz以上时,一般已不能用铁氧体芯,只能用空心线圈;如要作微调,可用钢芯。
使用于高频电路的阻流圈,除了电感量和额定电流应满足电路的要求外,还必须注意其分布电容不宜过大。
4.提高线圈的Q值所采取的措施品质因数Q是反映线圈质量的重要参数,提高线圈的Q值,可以说是绕制线圈要注意的重点之一。
那么,如何提高绕制线圈的Q值呢,下面介绍具体的方法:(1)根据工作频率,选用线圈的导线工作于低频段的电感线圈,一般采用漆包线等带绝缘的导线绕制。
工作频率高于几万赫,而低于2MHz的电路中,采用多股绝缘的导线绕制线圈,这样,可有效地增加导体的表面积,从而可以克服集肤效应的影响,使Q值比相同截面积的单根导线绕制的线圈高30%-50%。
在频率高于2MHz的电路中,电感线圈应采用单根粗导线绕制,导线的直径一般为0.3mm-1.5mm。
采用间绕的电感线圈,常用镀银铜线绕制,以增加导线表面的导电性。
这时不宜选用多股导线绕制,因为多股绝缘线在频率很高时,线圈绝缘介质将引起额外的损耗,其效果反不如单根导线好。
(2)选用优质的线圈骨架,减少介质损耗在频率较高的场合,如短波波段,因为普通的线圈骨架,其介质损耗显著增加,因此,应选用高频介质材料,如高频瓷、聚四氟乙烯、聚苯乙烯等作为骨架,并采用间绕法绕制。
(3)选择合理的线圈尺寸,可以减少损耗外径一定的单层线圈(φ20mm-30mm),当绕组长度L与外径D的比值 L/D=0.7时,其损耗最小;外径一定的多层线圈L/ D=0.2-0.5,用t/D=0.25-0.1时,其损耗最小。
绕组厚度t、绕组长度L和外径D之间满足3t+2L=D 的情况下,损耗也最小。
采用屏蔽罩的线圈,其L/D=0.8-1.2时最佳。
(4)选定合理屏蔽罩的直径用屏蔽罩,会增加线圈的损耗,使Q值降低,因此屏蔽罩的尺寸不宜过小。
然而屏蔽罩的尺寸过大,会增大体积,因而要选定合理屏蔽罩的直径尺寸。
当屏蔽罩直径Ds与线圈直径D之比满足如下数值即 Ds/D=1.6-2.5时,Q值降低不大于10%。
(5)采用磁芯可使线圈圈数显著减少线圈中采用磁芯,减少了线圈的圈数,不仅减小线圈的电阻值,有利Q值的提高,而且缩小了线圈的体积。
(6)线圈直径适当选大些,利于减小损耗在可能的条件下,线圈直径选得大一些,体积增大了一些,有利于减小线圈的损耗。
一般接收机,单层线圈直径取12mm-30mm;多层线圈取6mm-13mm,但从体积考虑,也不宜超过20mm-25mm的范围。
(7)减小绕制线圈的分布电容尽量采用无骨架方式绕制线圈,或者绕制在凸筋式骨架上的线圈,能减小分布电容15%-20%;分段绕法能减小多层线圈的分布电容的1/3~l/2。
对于多层线圈来说,直径D越小,绕组长度L越小或绕组厚度t越大,则分布电容越小。
应当指出的是:经过漫渍和封涂后的线圈,其分布电容将增大20%-30%。
总之,绕制线圈,始终把提高Q值,降低损耗,作为考虑的重点。
5.线圈使用、安装要注意的问题任何电子设备中的电子元器件安装板,都是经过工程技术人员根据使用的各种元器件的性能特点,精心安排、全面布局、合理设计出来的。