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品質因數的物理意義

發布時間: 2021-08-10 14:00:50

❶ 品質因子的物理含義

根據物理學,Q因子等於乘以系統儲存的總能量,除以單一周期損失的能量,也可以表示為系統儲存的總能量和單位弳度損失能量的的比值。
Q因子是無量綱的參數,是比較系統振幅衰減的時間常數和振盪周期後的結果。當Q因子數值較大時,Q因子可近似為系統從開始振盪起,一直到其能量剩下原來的(約1/535或0.2%),中間歷經的振盪次數。
共振的帶寬可以用下式表示

其中 為共振頻率, 為帶寬,也就是能量超過峰值能量一半以上的頻率范圍。
Q因子、阻尼比ζ及衰減率α之間有以下的關系
因此Q因子可表示為
而指數衰減率可表示為
二階低通濾波器的響應函數可以用下式來表示
若此系統的(欠阻尼系統),系統有二個共軛復數極點,其實部為。衰減參數表示其沖激響應指數衰減的速率。Q因子大表示其衰減率較慢,因此Q因子很大的系統可以持續振盪較長的時間。例如高Q因子的鍾,用錘子敲擊後,其輸出近似純音,且可以維持很長的時間。

❷ 音叉實驗中品質因數的物理意義是什麼

品質因素Q從廣義上說,定義了一個能量在周期運動中的平均壽命(Life Time),又叫時間常數(Tau):因為有損耗的周期系統其能量隨時間的變化一定是指數衰減的。這對應著一個復的本徵頻率(Eigen Frequency),而Q就和他的虛部有關,准確的說,就是實部與虛部的比。
數學上看,Q的廣義定義等於一個周期內,體系裡貯存的能量 和 耗散能量的比,是一個無量綱數。可見,Q越大,體系的耗散占的比重越小;那麼能量貯存的平均壽命越長。具體的體系而言,Q可以反比於:
諧振腔的吸收損耗、腔端的透射率、阻尼等。具體的表達式可以看Wikipedia。
簡單諧振的頻域解都可以寫成Lorentian的形式。當損耗為0時,Lorentian退化為 Dirac-delta 函數,是一個無窮高的峰。非退化時,Lorentian的全寬半高(FWHM)和Q成反比(1/Q),基本可以定義為中心頻率和FWHM的比值。冰冰那張圖給的是log-log 形式,在物理學中,並不常用。

作者:知乎用戶
鏈接:https://www.hu.com/question/37560438/answer/75515787
來源:知乎
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❸ 品質因數的定義是什麼

品質因子或Q因子是物理及工程中的無量綱參數,是表示振子阻尼性質的物理量,也可表示振子的共振頻率相對於帶寬的大小, 高Q因子表示振子能量損失的速率較慢,振動可持續較長的時間,例如一個單擺在空氣中運動,其Q因子較高,而在油中運動的單擺Q因子較低。高Q因子的振子一般其阻尼也較小。

(3)品質因數的物理意義擴展閱讀:

品質因數的特性:

1、低Q因子的系統(Q< ½)是過阻尼系統。過阻尼系統不會振盪,當偏離穩態輸出平衡點時,會以指數衰減的方式,漸近式的回到穩態輸出。其沖激響應是二個不同速度的指數衰減函數的和。

2、高Q因子的系統(Q> ½)是欠阻尼系統。欠阻尼系統在特定頻率的輸入下,其輸出會振盪,其振幅也會指數衰減。Q因子略高於½的系統可能會振盪一或二次。若Q因子提高,阻尼的效果也會降低。

3、Q因子為½的系統是臨界阻尼系統。臨界阻尼系統和過阻尼系統一様不會震盪,也不會有過沖的情形。臨界阻尼系統和欠阻尼系統一様,會對階躍有快速的響應,臨界阻尼可以使系統在不過沖的條件下有最快的反應。

參考資料來源:網路—品質因數

❹ 什麼是品質因數

品質因子或Q因子是物理及工程中的無量綱參數,是表示振子阻尼性質的物理量,也可表示振子的共振頻率相對於帶寬的大小, 高Q因子表示振子能量損失的速率較慢,振動可持續較長的時間。

例如一個單擺在空氣中運動,其Q因子較高,而在油中運動的單擺Q因子較低。高Q因子的振子一般其阻尼也較小。

Q因子較高的振子在共振時,在共振頻率附近的振幅較大,但會產生的共振的頻率范圍比較小,此頻率范圍可以稱為帶寬。

(4)品質因數的物理意義擴展閱讀

根據物理學,Q因子等於乘以系統儲存的總能量,除以單一周期損失的能量,也可以表示為系統儲存的總能量和單位弳度損失能量的的比值。

Q因子是無量綱的參數,是比較系統振幅衰減的時間常數和振盪周期後的結果。當Q因子數值較大時,Q因子可近似為系統從開始振盪起,一直到其能量剩下原來的(約1/535或0.2%),中間歷經的振盪次數。

❺ 什麼是品質因數它主要影響什麼

品質因子或Q因子是物理及工程中的無量綱參數,是表示振子阻尼性質的物理量,也可表示振子的共振頻率相對於帶寬的大小, 高Q因子表示振子能量損失的速率較慢,振動可持續較長的時間。

例如一個單擺在空氣中運動,其Q因子較高,而在油中運動的單擺Q因子較低。高Q因子的振子一般其阻尼也較小。

質量因子的構建方式與其他因子是截然不同的,這也成為學者研究質量因子時面臨的重大挑戰。例如,價值和低β因子是根據特定的股票特徵創建的,以獲取與不可分散的經濟風險相關的風險溢價或獲取與持續的投資者行為偏差相關的異常收益。

價值因子挑選出的股票通常具有高BP,高EP,高股息率等特徵。基於高BP、高EP、高股息率中一個或多個特徵構建的投資組合意味著持有較低估值的股票。然而不同指數提供商對於質量因子的理解可能是完全不同的,從而採用了完全不同的質量因子定義。

一些指數提供商認為在以下屬性的某些組合下獲得高分的股票為高質量的,這里的屬性分別為:盈利增長、盈利增長穩定、低回報波動率、高盈利能力、高資產回報率、低負債率和高會計質量。

由於這些屬性涉及的指標過多,很難對質量因子給出一個標準的定義。本文評估了不同從業者提出的質量因子,從而確定哪些是可靠的收益來源。

(5)品質因數的物理意義擴展閱讀

根據物理學,Q因子等於乘以系統儲存的總能量,除以單一周期損失的能量,也可以表示為系統儲存的總能量和單位弳度損失能量的的比值。

Q因子是無量綱的參數,是比較系統振幅衰減的時間常數和振盪周期後的結果。當Q因子數值較大時,Q因子可近似為系統從開始振盪起,一直到其能量剩下原來的(約1/535或0.2%),中間歷經的振盪次數。

❻ 電路中的品質因數是什麼意思

品質因子或Q因子是物理及工程中的無量綱參數,是表示振子阻尼性質的物理量,也可表示振子的共振頻率相對於帶寬的大小, 高Q因子表示振子能量損失的速率較慢,振動可持續較長的時間。系統的Q因子可能會隨著應用場合及需求的不同而有大幅的差異。

例如一個單擺在空氣中運動,其Q因子較高,而在油中運動的單擺Q因子較低。高Q因子的振子一般其阻尼也較小。Q因子較高的振子在共振時,在共振頻率附近的振幅較大,但會產生的共振的頻率范圍比較小,此頻率范圍可以稱為帶寬。

(6)品質因數的物理意義擴展閱讀

根據物理學,Q因子等於乘以系統儲存的總能量,除以單一周期損失的能量,也可以表示為系統儲存的總能量和單位弳度損失能量的的比值。

Q因子是無量綱的參數,是比較系統振幅衰減的時間常數和振盪周期後的結果。當Q因子數值較大時,Q因子可近似為系統從開始振盪起,一直到其能量剩下原來的(約1/535或0.2%),中間歷經的振盪次數。

對電子共振系統而言,Q因子表示電阻的影響,若針對機電共振系統(例如石英晶體諧振器),也包括摩擦力的影響。

❼ RLC串聯電路的諧振頻率與品質因素的物理意義是什麼

RLC串聯電路的諧振頻率的意義:

在一個含L或C或既有L又有C的電路中,由於C及L上電壓與電流不同相,這個電路兩端的電壓與電路中的電流一般來說是不同相的,但,有一個特殊的頻率,當外加電壓的頻率等於這個頻率時,這個電路中的電流與電壓同相,這個頻率就是這個RLC電路的諧振頻率。

品質因數Q的意義:

當出現串聯諧振時,電感或電容上的電壓與外加電壓之比就是Q,就是Q=UL/U,Uc=UL=QU。在串聯諧振出現時,容抗(或感抗)與電路中電阻R的比值就等於Q,Q=ωoL/R=(1/ωo*C)/R。

在串聯電路中電流是相等的,這樣,在一個周期里,在電容和電感上要進行無功功率的轉換,而在電阻上要消耗有功功率,那麼Q就是在一個周期里無功與有功的比值。 所以Q=W無/W有。


其中ω是計算儲存能量和功率損失時的角頻率。若電路中只有一個儲能元件(電感或是電容),也可用上式來定義Q因子,此時Q因子會等於無功功率相對實功功率的比例。


參考資料:網路-品質因子

❽ 簡述電感線圈的品質因數的物理意義

一個電感可以等效為電阻,理想電容,理想電感串聯,整個電感的Q值如下:

❾ 什麼是品質因數

在一系統的共振頻率下,當信號振幅不隨時間變化時,系統儲存能量和每個周期外界所提供能量的比例(此時系統儲存能量也不隨時間變化):大部分的共振系統都可以用二階的微分方程表示,Q因子中2π的系數,使Q因子可以表示成只和二階微分方程系數有關的較簡單型式。

在電機系統中,能量會儲存在理想無損失的電感及電容中,損失的能量則是每個周期由電阻損失能量的總和。力學系統儲存的能量是該時間動能及位能的和,損失的能量則是因為摩擦力或阻力所消耗的能量。

物理含義

根據物理學,Q因子等於乘以系統儲存的總能量,除以單一周期損失的能量,也可以表示為系統儲存的總能量和單位弳度損失的能量的比值。

Q因子是無量綱的參數,是比較系統振幅衰減的時間常數和振盪周期後的結果。當Q因子數值較大時,Q因子可近似為系統從開始振盪起,一直到其能量剩下原來的(約1/535或0.2%),中間歷經的振盪次數。

❿ 品質因子Q的物理意義有幾種,分別是什麼

3種,
1阻尼大小;
2共振峰銳度;
3系統放大倍數.

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