Q值新话题讨论

龙虾2

本想写几篇文章，无奈忙于生计，写文章又评不了职称，所以想换一种方式，讲到哪里算哪里。

电感器的损耗大体分两大类：一类损耗是与电流平方成正比的，可以等效为一只串联电阻，不妨称为串联损耗；另一类损耗是与电压平方成比的，可以等效为一只并联电阻，不妨称为并联损耗。

如果感抗不变，电流与电压本身就成正比，把损耗全部当作串联或并联都行。例如1K感抗串联1欧，约等于1K感抗并联1M。

但如果感抗在变，例如研究Q值与频率的关系时，两种损耗还是要分别看待。


可以把电感器看成是理想电感L串联电阻R1，再并联R2。如果只有R1或只有R2，Q(f)关系曲线将呈单边上升或单边下降形态。正因为R1、R2总是同时存在，所以电感器的Q值都是在某个频率下呈现出最大值，曲线是中间高两头低。

以L=159微亨，R1=1欧，R2=1M欧为例，它将在1.0MHz下有最大的Q值500，Q值与频率的关系曲线就是这样：


网上有过一组Q值超过1800的数据。用这个简单的数学模型套一套实测数据，情况是这样：


套得不是太准，只因为把R1、R2都当作是不变的常数。但基本形态出来了，只要修正一下就能套得很准。现在已经清楚看到：损耗分为串联损耗和并联损耗两大类。

由此引出的新话题很多！欢迎一起讨论……

大千世界

另外一方面，因为无线电波的场强本身就是很微弱，一味的增加大环的面积，一是制造难度加大，二是限制了大环方向的调整，三是为了减少线损，大幅度增加了导线成本，而达到的效果往往也是事倍功半。这里想说明一点，越大的大环接收距离越远，接收效率越高是错误的。只有达到面积和匝数间完美的统一，以获取最佳的平衡参数才能制造出好的大环矿机。

大千世界

这里所说的是线径增大了，只是增加了高频电流的通过能力，而並不是增加了发电能力。那么，大线径的好处在于什么呢？降低线阻，降低相同圏数下的感抗。而大线径可能带来的们负面影响就是匝间电容，在匝间距相同的情况下，线径越大，匝间分布电容越大。由于高频电流是可以流过电容的，在大环矿机中，如果不能有效的消除匝间电容，很多事情往往都是事倍功半了。

大千世界

任何线圈，当然也包括大环，它们的损耗包括三个方面。线阻，感抗，和分布电容。而能量产生的来源和电磁波的场强和大环的砸数和面积有关。很多人把大环的能量来源机械的套用了发电机的公式，得出的结论当然也是很片面的。矿机的线圈是不是发电机，答案是肯定的，是，但是不是普通的发电机，而是高频谐振发电机。在电磁波的场强不变的情况下，有两个途径来提高大环线圈的发电能力，一个是提高谐振能力，也就是提高线圏的Q值。二，提高匝数和面积。由于高频电流的集肤效应，导线的径向周长越大，高频电流的通过能力越强。

龙虾2

设感抗为Z。在Q值不太低时，R1、R2对感抗的影响很小，有 Z ≈ ωL = 2πfL

于是，Q ≈ 1 / (R1/Z + Z/R2 )

当感抗Z为R1、R2的几何平均值时，Q有最大值。

例如当R1=1欧，R2=1M时，Q = 1 / (Z/1000000欧 + 1欧/Z)

Z在1000欧时Q值就有最大值500。159微亨在f=1.0MHz时感抗就是1000欧。

固定L和R2，改变R1引起曲线这样变化：


固定L和R1，改变R2引起曲线这样变化：


可见，串联损耗重点影响曲线左端，并联损耗重点影响曲线右端。

在实际中，就是导线电阻重点影响低端Q值，分布电容损耗重点影响高端Q值。

线圈的导线电阻属于串联损耗，这应该没有疑问。分布电容的损耗属于并联损耗。分布电容不是与电感串联的，如果串联就不通直流了。

以大环为例，如果只是加粗导线，其它方面尽量不改，那么重点得益的是低端，对高端的Q值提升相对小得多。

（用小型紧密线圈不容易发现这种关系，因为改变导线粗细会导致整个线圈的改变。非紧紧密结构的大环可以比较独立地改变某一个参数。）

hjdghj

由于电感存在分布电容，Q值计算可能更麻烦一些。

老矿友

虾兄好久不见。

电真空

试试用matlab拟合出一个符合实际情况的多项式？

大千世界

我去帮你卖货，你还是把书写出来吧

大红猫

搬个小板凳坐下听课.

龙虾2

老矿友 发表于 2017-2-18 16:50
虾兄好久不见。

老矿友你好！

爱鼓捣无线电

倒行逆施 发表于 2017-2-18 21:17
但是话又说回来了，匝间距增加了，电感量就要减少了！

要想回到原来的电感量还要增加匝数，这样线又长了，线阻又大了，因此用高频损耗小的线还是很必要的，

爱鼓捣无线电

倒行逆施 发表于 2017-2-18 21:14
很多人都认为，把线圈加粗，采用多股线，采用镀银线，以求电感的Q值。我倒是认为这些措施不是没有效果，是 ...

确实是这样的，刚实验完2米边长的正方体大环，用1，5平方带皮多芯线且一米左右一段接在一起的，共8圈，分2组线圈，反绕双值形式，接收效果略超我的直径3，5米的环，可见匝间距离响应有多大，

龙虾2

大千世界 发表于 2017-2-18 18:16
我去帮你卖货，你还是把书写出来吧

谢谢支持！