电感Q值计算公式及Q值影响因素详解

1、什么是电感Q值 电感Q值：也叫电感的品质因素，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。 根据使用场合的不同，对品质因数Q的要求也不同。对调谐回路中的电感线圈，Q值要求较高，因为Q值越高，回路的损耗就越小，回路的效率就越高;对耦合线圈来说，Q值可以低一些;而对于低频或高频扼流圈，则可以不做要求。 实际上，Q值的提高往往受到一些因素的限制，如导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗、铁心和屏蔽引起的损耗以及高频工作时的集肤效应等。因此，线圈的Q值不可能做得很高，通常Q值为几十至一百， 也只有四五百。 2、电感Q值的高低的功用 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。 3、电感Q值的换算 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是电路谐振时的电源频率 L是电感 R是串的电阻 C是电容 Q值是品质因素，它是有用功与总功之比。

阻抗的特性和电感的频率有关系吗

当我们提到特性阻抗的时候，通常很少考虑它与频率的关系。其原因在于，特性阻抗是传输线的一个相当稳定的属性，主要和传输线的结构也就是横截面的形状有关。从工程的角度来说，把特性阻抗作为一个恒定量是合理的。说实话，搞了这么长时间的SI设计，还没碰到需要考虑特性阻抗变化的情况。 既然有网友一定要考虑这个问题，今天我们就稍稍深入一下，看看特性阻抗的真实面目。虽然没有太大的工程应用价值，但是对于理解问题还是有好处的。 特性阻抗是从理论上分析传输线时经常提到的一个量，从传输线的角度来说，它可以用下面的公式表示所谓电感线圈就是在导线中有电流时，其周围即建立磁场。通常我们把导线绕成线圈，以增强线圈内部的磁场。电感线圈就是据此把导线（漆包线、纱包或裸导线）一圈靠一圈（导线间彼此互相绝缘）地绕在绝缘管（绝缘体、铁芯或磁芯）上制成的（一般情况，电感线圈只有一个绕组）线圈叫电感线圈。扁平电感线圈图L表示传输线的单位长度电感，C为单位长度电容。乍一看，似乎公式中没有任何变化的量。但是特性阻抗真的是个恒定的量吗我们使用Polar软件对横截面固定的传输线进行扫频计算，频率范围定在100MHz~10GHz，来看看场求解器给出的结果，如下图： 所谓电感线圈就是在导线中有电流时，其周围即建立磁场。通常我们把导线绕成线圈，以增强线圈内部的磁场。电感线圈就是据此把导线（漆包线、纱包或裸导线）一圈靠一圈（导线间彼此互相绝缘）地绕在绝缘管（绝缘体、铁芯或磁芯）上制成的（一般情况，电感线圈只有一个绕组）线圈叫电感线圈。扁平电感线圈图你可能感到惊讶，特性阻抗随着频率的升高变小了，why阻抗公式中那个量发生了变化 其实这涉及到电磁学方面的一个深层次的问题。罪魁祸首是电感！！电感问题是个很复杂的问题，对电感的理论计算很繁琐，有兴趣的网友可以找资料看看电感的计算，详细的推导过程我就不在这里写了。简单的说，导线的电感由两部分组成：导线的内部电感和导线的外部电感。当频率升高时，导线的内部电感减小，外部电感不变，总电感减小，因而导致了特性阻抗减小。 我们知道，电感的定义是指围绕在电流周围的磁力线匝数。电感随频率减小，直觉告诉我们一定是导线中电流分布发生了变化。到这里我想各位网友应该豁然开朗了。趋肤效应（skineffect）你一定不会陌生。看看下面的这张图你会有更直观的感受，这是用二维场求解器仿真出来的高频时导体中电流的分布。黄色部分是电流所在位置。 所谓电感线圈就是在导线中有电流时，其周围即建立磁场。通常我们把导线绕成线圈，以增强线圈内部的磁场。电感线圈就是据此把导线（漆包线、纱包或裸导线）一圈靠一圈（导线间彼此互相绝缘）地绕在绝缘管（绝缘体、铁芯或磁芯）上制成的（一般情况，电感线圈只有一个绕组）线圈叫电感线圈。扁平电感线圈图当频率升高时，电流向导线表面集中，在导线内部电流密度减小，当然电感减小。电感的本质，是围绕在电流周围的磁力线匝数，注意“围绕在电流周围”这个说法。假设存在极端情况，导线内部电流完全消失，所有的电流集中在导体表面，磁力线当然没法再内部去环绕电流，内部电感消失。导线总电感减小，减小的那一部分就是导线的内部电感。当然这种说法不严谨，不过对直观的理解问题非常有帮助。