Q值新话题讨论

龙虾2

在讲下一个Q值新话题时，我再解释一下上面用过的数学模型。

可能有的人认为我完全没有考虑频率对损耗的影响。但我一开始已经说了“另一类损耗是与电压平方正比的”，我是用电压来评估这类损耗的，电压就已经包含了频率因素。

频率主要是这样影响损耗的：

频率升高-->磁场变化加快-->电场增强、电压升高-->损耗增大

所以用电压来计算分布电容损耗就已经把频率因素包含进去了！没有包含全部，但包含了大部分。

这是可以心算：频率升高，（电流不变下）电感两端的电压就要升高，并联电阻的损耗就要加大。（电流不变下）无功功率随电压1次方升高，电阻损耗随电压2次方升高。所以频率升高，分布电容介质损耗的升高比电感的无功功率快1次方。

坛内大部分Q值数据我都进行过拟合。实际是快1.2--1.6次方。但无论如何，1相对0.2或者0.6总还是大部分。正因为我把大部的损耗都估算在内，所以才得到比较吻合的曲线。

这个数值越大，曲线右边下降得越快，却始终不影响一个定性结论，就是如果想提高高端Q值，就要降低分布电容损耗，降低电感量。

从微观上看，当介质内部的每个点的电场都在增加，每个点的损耗都将随场强的2次方增加。频率不变只升高电压就是2次方，加上频率升高很可能是2.2--2.6次方。

龙虾2

应该知道频率对介质损耗的最大最主要影响，是因为电场强度的增加，其它方面都是次要的。

譬如4倍的频率，要保持无功功率不变，电感上就是0.5倍的电流和2倍的电压。2倍的电压对应着介质上各个点的2倍场强，仅此一项就带来4倍的介质损耗。

这笔帐似乎有点复杂，但所有与电压平方成正比的损耗都可以等效为一只电阻，用无功功率除以损耗功率就是Q值，频率的最大最主要影响就已经包含其中。

说把R2当成常数不准确，这还说得过去。但我不明白为什么有“误导”和“一意孤行”的说法，只好从不同角度来重新解释。

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导致介质损耗的直接原因不是频率，而是场强。频率是间接的宏观的原因，场强是直接的微观的原因。我们不能把直接原因与间接原因加起来一起算。

正如甲把一百元交给乙再转交给丙，丙得到的一百元宏观上是甲给的，微观上是乙给的，你总不能把两者加起来算，认为丙得到二百元吧？就是这个道理。

龙虾2

接下来讲磁棒线圈，对制作有重要指导意义。选用优质磁棒、优质导线不是新的话题，不多说了。这里讲降低磁棒损耗的绕制方法。

磁棒都有一定的导电性，线圈里也有电场，所以磁棒在线圈里，除了磁损耗还有电损耗。人们说得多的是涡流损耗，但其实还有漏电损耗。线圈两端的高频电压透过绝缘层施加在磁棒上，在磁棒的轴线方向上形成漏电电流，产生损耗。漏电损耗比涡流损耗大很多倍！


根据电磁场理论，变化磁场产生涡旋电场，涡旋电场产生感生电压同时也产生涡流损耗。从感生电压的大小就大概知道涡旋电场有多强。

例如2米导线绕成线圈，两端距离3公分，感生电压1伏。那么就是涡旋电场在2米导线上产生1伏，涡旋场强=1伏/2米=0.5伏/米。

而这1伏电压又反过来施加3公分的磁棒上，轴向的电场强度=1伏/3公分=33.3伏/米。

轴向场强是涡旋场强的66.6倍！这是大概的估算，没有具体到位置点上，但足以说明轴向场强比涡旋场强大很多。所以漏电损耗比涡流损耗大很多倍！

漏电损耗就是高频电流透过绝缘层穿过磁棒，从线圈的一端到达别一端所产生的损耗。本人认为这是新的话题，以前没看到过有关资料。

顺便普及一下：由电荷产生的电场是保守电场，电力线从正电荷出发，到负电荷上结束。由变化磁场产生的电场是涡旋电场，电力线无始无终，一圈一圈的。

磁棒漏电损耗的原理如中间的电路图，可简化为右边的数学模型：


所以想绕制高Q值的磁棒线圈，除了选用优质材料之外，一是导线不要紧贴磁棒，二是线圈两端要拉开距离。导线离开磁棒可以让电容变小，拉开两端可以让电阻变大。

成品收音机都是在合理的成本下做需要的Q值，不会不计成本地做最高的Q值。短波磁棒线圈把两端拉得很开，但一般不加绝缘层：


中波磁棒通常会绕在骨架上，不间绕：


但也有分组拉开距离的，配高Q值的空气电容使用：


如果想把Q值做到最好，就应该垫低损耗的绝缘材料，如聚丙烯吸管等，再间绕拉开两端距离，象这样：



2009年发过一张照片，发现松松垮垮绕的线圈输出最大，因为它合乎原理的：

原贴网址：http://www.crystalradio.cn/thread-94966-1-1.html
当时有不同的解释，也有人认为这样散开是最大败笔。但试过几种绕法中，就是这样输出最强。现在有准确的解释：拉开两端可以降低磁棒漏电损耗。

（实测数据待续）

大红猫

继续学习中.

伟光

龙虾大侠的探究精神令人敬佩！！！

xiaotian99

我是来学习的！探究精神值得佩服！

老虎哥01

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