درباره ضریب کیفیت اندوکتانس

فاکتور کیفیت یک سلف که معمولاً به عنوان مقدار Q شناخته می شود، یک پارامتر مهم برای اندازه گیری عملکرد یک دستگاه سلف است. به عنوان نسبت اندوکتانس ارائه شده توسط یک سلف هنگام کار در فرکانس معینی از ولتاژ AC به مقاومت تلفات معادل آن تعریف می شود. فاکتور کیفیت ارتباط نزدیکی با مقاومت DC سیم سیم پیچ، افت دی الکتریک اسکلت سیم پیچ و تلفات ناشی از هسته آهنی، پوشش محافظ و غیره دارد. بنابراین، هنگام ساخت سلف های تمام شده، امیدواریم که هر چه مقدار Q بالاتر باشد، بهتر است.
فرمول محاسبه
انرژی ذخیره شده در یک مدار Q=2 π x انرژی مصرف شده توسط مدار در یک سیکل است. در میان آنها، ω فرکانس توانی است که مدار در آن طنین انداز می شود، L نشان دهنده اندوکتانس، R مقاومت سری و C خازن است.
ضریب کیفیت نسبت ذخیره انرژی در یک مدار به مصرف انرژی هفتگی آن را توصیف می کند و با پهنای باند باند عبور مغایرت دارد و نسبت معکوس را نشان می دهد. اگر در حین اطمینان از نقطه رزونانس، باند عبور گسترده‌تری مورد نیاز باشد، هرچه مقدار Q کوچکتر باشد، بهتر است. هرچه مقدار Q بزرگتر باشد، باند عبور تشدید باریکتر است، که به این معنی است که محدوده فرکانس گنجانده شده باریکتر است.
تابع مقادیر Q بالا و پایین
مقدار Q بیش از حد می تواند باعث فرسودگی سلف، خرابی خازن و نوسان مدار شود.
وقتی Q بزرگ باشد، پدیده ای وجود خواهد داشت که در آن VL=VC>>V. این پدیده اغلب منجر به عایق شدن سلف ها و خرابی دی الکتریک در خازن های سیستم قدرت و در نتیجه تلفات می شود. بنابراین باید از پدیده رزونانس در سیستم قدرت اجتناب شود. برعکس، در برخی از دستگاه های بی سیم، اغلب از ویژگی های تشدید برای افزایش دامنه سیگنال های ضعیف استفاده می شود.
در برخی کاربردها مانند مدارهای امپدانس، مدارهای جذب، مدارهای انتخاب فرکانس، مدارهای ناچ و غیره، هر چه مقدار Q بزرگتر باشد، بهتر است. این با استفاده از ویژگی های فرکانس مدارهای تشدید در طول تشدید برای دستیابی به عملکردهای خاص به دست می آید. ضریب کیفیت یک سلف نیز به فرکانس کاری مرتبط است. به طور کلی مقدار Q یک سلف با افزایش فرکانس افزایش می یابد، اما پس از عبور از یک نقطه فرکانس حدی مشخص، به عبارت دیگر، مقدار Q سلف پس از عبور از نقطه بحرانی به شدت کاهش می یابد.
به عنوان مثال، هنگام طراحی یک فیلتر پهن باند، مقدار Q بیش از حد بالا، اگر اقدامات دیگری انجام نشود، صافی داخل باند را بدتر می کند. در مدار جداسازی منبع تغذیه، سلف‌ها و خازن‌های با ارزش Q بالا مستعد تشدید خود هستند، که برای از بین بردن نویز تداخلی در منبع تغذیه مناسب نیست. با این حال، برای نوسانگرها، ما امیدواریم که مقدار Q بالاتری داشته باشیم زیرا هر چه مقدار Q بالاتر باشد، برای پایداری فرکانس و نویز فاز نوسانگر مطلوب تر است. نتیجه این است که بزرگی مقدار القایی Q به کاربرد عملی بستگی دارد و به این معنی نیست که هر چه مقدار بزرگتر باشد، بهتر است.
بهبود مقدار القایی Q اغلب توسط برخی عوامل مانند مقاومت DC سیم، از دست دادن دی الکتریک اسکلت سیم پیچ، تلفات ناشی از هسته آهنی و محافظ، و اثر پوست در طول عملیات فرکانس بالا محدود می شود. بنابراین، مقدار Q سیم پیچ نمی تواند بسیار بالا باشد، معمولاً از ده ها تا صدها، با حداکثر تنها چهار تا پانصد.