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電感線圈的品質因素Q到底是個啥?

因數Q是表示線圈質量的一個重要參數。Q值的大小,表明電感線圈損耗的大小,其Q值越大,線圈的損耗越小;反之,其損耗越大。

品質因數Q的定義為:當線圈在某一頻率的交流電壓下工作時,線圈所呈現的感抗和線圈直流電阻的比值。它可以用公式表達如下:

式中:W--工作角頻率 L--線圈電感量 R--線圈總耗損電阻

根據使用場合的不同,對品質因數Q的要求也不同。對調諧回路中的電感線圈,Q值要求較高,因為Q值越高,回路的損耗就越小,回路的效率就越高;對耦合線圈來說,Q值可以低一些;而對于低頻或高頻扼流圈,則可以不做要求。

實際上,Q值的提高往往受到一些因素的限制,如導線的直流電阻、線圈骨架的介質損耗、鐵心和屏蔽引起的損耗以及高頻工作時的集膚效應等。因此,線圈的Q值不可能做得很高,通常Q值為幾十至一百,最高也只有四五百。

電感的主要特性參數

1、電感量L及精度

電感量L表示線圈本身固有特性,與電流大小無關。除專門的電感線圈(色碼電感)外,電感量一般不專門標注在線圈上,而以特定的名稱標注。線圈電感量的大小,主要決定于線圈的直徑、匝數及有無鐵芯等。電感線圈的用途不同,所需的電感量也不同。例如,在高頻電路中,線圈的電感量一般為0.1uH—100H。電感量的精度,即實際電感量與要求電感量間的誤差,對它的要求視用途而定。對振蕩線圈要求較高,為0.2-0.5%。對耦合線圈和高頻扼流圈要求較低,允許10—15%。對于某些要求電感量精度很高的場合,一般只能在繞制后用儀器測試,通過調節靠近邊沿的線匝間距離或線圈中的磁芯位置來實現。

2、感抗XL

電感線圈對交流電流阻礙作用的大小稱感抗XL,單位是歐姆。它與電感量L和交流電頻率f的關系為XL=2πfL

3、品質因素Q

線圈的品質因數品質因數Q用來表示線圈損耗的大小,高頻線圈通常為50—300。對調諧回路線圈的Q值要求較高,用高Q值的線圈與電容組成的諧振電路有更好的諧振特性;用低Q值線圈與電容組成的諧振電路,其諧振特性不明顯。對耦合線圈,要求可低一些,對高頻扼流圈和低頻扼流圈,則無要求。Q值的大小,影響回路的選擇性、效率、濾波特性以及頻率的穩定性。一般均希望Q值大,但提高線圈的Q值并不是一件容易的事,因此應根據實際使用場合、對線圈Q值提出適當的要求。線圈的品質因數為:

Q=ωL/R

式中:ω——工作角頻;L——線圈的電感量;R——線圈的總損耗電阻線圈的總損耗電阻,它是由直流電阻、高頻電阻(由集膚效應和鄰近效應引起)介質損 耗等所組成。

為了提高線圈的品質因數Q,可以采用鍍銀銅線,以減小高頻電阻;用多股的絕緣線代替具有同樣總裁面的單股線,以減少集膚效應;采用介質損耗小的高頻瓷為骨架,以減小介質損耗。采用磁芯雖增加了磁芯損耗,但可以大大減小線圈匝數,從而減小導線直流電阻,對提高線圈Q值有利。

品質因素Q是表示線圈質量的一個物理量,Q為感抗XL與其等效的電阻的比值,即:Q=XL/R。線圈的Q值愈高,回路的損耗愈小。線圈的Q值與導線的直流電阻,骨架的介質損耗,屏蔽罩或鐵芯引起的損耗,高頻趨膚效應的影響等因素有關。線圈的Q值通常為幾十到幾百。采用磁芯線圈,多股粗線圈均可提高線圈的Q值。

4、分布電容

線圈的匝與匝間、線圈與屏蔽罩間、線圈與底版間存在的電容被稱為分布電容。分布電容的存在使線圈的Q值減小,穩定性變差,因而線圈的分布電容越小越好。采用分段繞法可減少分布電容。

5、固有電容

線圈繞組的匝與匝之間存在著分布電容,多層繞組層與層之間,也都存在著分布電容。這些分布電容可以等效成一個與線圈并聯的電容C。

6、允許誤差

電感量實際值與標稱之差除以標稱值所得的百分數。

7、標稱電流

指線圈允許通過的電流大小,通常用字母A、B、C、D、E分別表示,標稱電流值為50mA 、150mA 、300mA 、700mA 、1600mA 。

 

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