品质因数的物理意义
❶ 品质因子的物理含义
根据物理学,Q因子等于乘以系统储存的总能量,除以单一周期损失的能量,也可以表示为系统储存的总能量和单位弪度损失能量的的比值。
Q因子是无量纲的参数,是比较系统振幅衰减的时间常数和振荡周期后的结果。当Q因子数值较大时,Q因子可近似为系统从开始振荡起,一直到其能量剩下原来的(约1/535或0.2%),中间历经的振荡次数。
共振的带宽可以用下式表示
其中 为共振频率, 为带宽,也就是能量超过峰值能量一半以上的频率范围。
Q因子、阻尼比ζ及衰减率α之间有以下的关系
因此Q因子可表示为
而指数衰减率可表示为
二阶低通滤波器的响应函数可以用下式来表示
若此系统的(欠阻尼系统),系统有二个共轭复数极点,其实部为。衰减参数表示其冲激响应指数衰减的速率。Q因子大表示其衰减率较慢,因此Q因子很大的系统可以持续振荡较长的时间。例如高Q因子的钟,用锤子敲击后,其输出近似纯音,且可以维持很长的时间。
❷ 音叉实验中品质因数的物理意义是什么
品质因素Q从广义上说,定义了一个能量在周期运动中的平均寿命(Life Time),又叫时间常数(Tau):因为有损耗的周期系统其能量随时间的变化一定是指数衰减的。这对应着一个复的本征频率(Eigen Frequency),而Q就和他的虚部有关,准确的说,就是实部与虚部的比。
数学上看,Q的广义定义等于一个周期内,体系里贮存的能量 和 耗散能量的比,是一个无量纲数。可见,Q越大,体系的耗散占的比重越小;那么能量贮存的平均寿命越长。具体的体系而言,Q可以反比于:
谐振腔的吸收损耗、腔端的透射率、阻尼等。具体的表达式可以看Wikipedia。
简单谐振的频域解都可以写成Lorentian的形式。当损耗为0时,Lorentian退化为 Dirac-delta 函数,是一个无穷高的峰。非退化时,Lorentian的全宽半高(FWHM)和Q成反比(1/Q),基本可以定义为中心频率和FWHM的比值。冰冰那张图给的是log-log 形式,在物理学中,并不常用。
作者:知乎用户
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❸ 品质因数的定义是什么
品质因子或Q因子是物理及工程中的无量纲参数,是表示振子阻尼性质的物理量,也可表示振子的共振频率相对于带宽的大小, 高Q因子表示振子能量损失的速率较慢,振动可持续较长的时间,例如一个单摆在空气中运动,其Q因子较高,而在油中运动的单摆Q因子较低。高Q因子的振子一般其阻尼也较小。
(3)品质因数的物理意义扩展阅读:
品质因数的特性:
1、低Q因子的系统(Q< ½)是过阻尼系统。过阻尼系统不会振荡,当偏离稳态输出平衡点时,会以指数衰减的方式,渐近式的回到稳态输出。其冲激响应是二个不同速度的指数衰减函数的和。
2、高Q因子的系统(Q> ½)是欠阻尼系统。欠阻尼系统在特定频率的输入下,其输出会振荡,其振幅也会指数衰减。Q因子略高于½的系统可能会振荡一或二次。若Q因子提高,阻尼的效果也会降低。
3、Q因子为½的系统是临界阻尼系统。临界阻尼系统和过阻尼系统一様不会震荡,也不会有过冲的情形。临界阻尼系统和欠阻尼系统一様,会对阶跃有快速的响应,临界阻尼可以使系统在不过冲的条件下有最快的反应。
参考资料来源:网络—品质因数
❹ 什么是品质因数
品质因子或Q因子是物理及工程中的无量纲参数,是表示振子阻尼性质的物理量,也可表示振子的共振频率相对于带宽的大小, 高Q因子表示振子能量损失的速率较慢,振动可持续较长的时间。
例如一个单摆在空气中运动,其Q因子较高,而在油中运动的单摆Q因子较低。高Q因子的振子一般其阻尼也较小。
Q因子较高的振子在共振时,在共振频率附近的振幅较大,但会产生的共振的频率范围比较小,此频率范围可以称为带宽。
(4)品质因数的物理意义扩展阅读
根据物理学,Q因子等于乘以系统储存的总能量,除以单一周期损失的能量,也可以表示为系统储存的总能量和单位弪度损失能量的的比值。
Q因子是无量纲的参数,是比较系统振幅衰减的时间常数和振荡周期后的结果。当Q因子数值较大时,Q因子可近似为系统从开始振荡起,一直到其能量剩下原来的(约1/535或0.2%),中间历经的振荡次数。
❺ 什么是品质因数它主要影响什么
品质因子或Q因子是物理及工程中的无量纲参数,是表示振子阻尼性质的物理量,也可表示振子的共振频率相对于带宽的大小, 高Q因子表示振子能量损失的速率较慢,振动可持续较长的时间。
例如一个单摆在空气中运动,其Q因子较高,而在油中运动的单摆Q因子较低。高Q因子的振子一般其阻尼也较小。
质量因子的构建方式与其他因子是截然不同的,这也成为学者研究质量因子时面临的重大挑战。例如,价值和低β因子是根据特定的股票特征创建的,以获取与不可分散的经济风险相关的风险溢价或获取与持续的投资者行为偏差相关的异常收益。
价值因子挑选出的股票通常具有高BP,高EP,高股息率等特征。基于高BP、高EP、高股息率中一个或多个特征构建的投资组合意味着持有较低估值的股票。然而不同指数提供商对于质量因子的理解可能是完全不同的,从而采用了完全不同的质量因子定义。
一些指数提供商认为在以下属性的某些组合下获得高分的股票为高质量的,这里的属性分别为:盈利增长、盈利增长稳定、低回报波动率、高盈利能力、高资产回报率、低负债率和高会计质量。
由于这些属性涉及的指标过多,很难对质量因子给出一个标准的定义。本文评估了不同从业者提出的质量因子,从而确定哪些是可靠的收益来源。
(5)品质因数的物理意义扩展阅读
根据物理学,Q因子等于乘以系统储存的总能量,除以单一周期损失的能量,也可以表示为系统储存的总能量和单位弪度损失能量的的比值。
Q因子是无量纲的参数,是比较系统振幅衰减的时间常数和振荡周期后的结果。当Q因子数值较大时,Q因子可近似为系统从开始振荡起,一直到其能量剩下原来的(约1/535或0.2%),中间历经的振荡次数。
❻ 电路中的品质因数是什么意思
品质因子或Q因子是物理及工程中的无量纲参数,是表示振子阻尼性质的物理量,也可表示振子的共振频率相对于带宽的大小, 高Q因子表示振子能量损失的速率较慢,振动可持续较长的时间。系统的Q因子可能会随着应用场合及需求的不同而有大幅的差异。
例如一个单摆在空气中运动,其Q因子较高,而在油中运动的单摆Q因子较低。高Q因子的振子一般其阻尼也较小。Q因子较高的振子在共振时,在共振频率附近的振幅较大,但会产生的共振的频率范围比较小,此频率范围可以称为带宽。
(6)品质因数的物理意义扩展阅读
根据物理学,Q因子等于乘以系统储存的总能量,除以单一周期损失的能量,也可以表示为系统储存的总能量和单位弪度损失能量的的比值。
Q因子是无量纲的参数,是比较系统振幅衰减的时间常数和振荡周期后的结果。当Q因子数值较大时,Q因子可近似为系统从开始振荡起,一直到其能量剩下原来的(约1/535或0.2%),中间历经的振荡次数。
对电子共振系统而言,Q因子表示电阻的影响,若针对机电共振系统(例如石英晶体谐振器),也包括摩擦力的影响。
❼ RLC串联电路的谐振频率与品质因素的物理意义是什么
RLC串联电路的谐振频率的意义:
在一个含L或C或既有L又有C的电路中,由于C及L上电压与电流不同相,这个电路两端的电压与电路中的电流一般来说是不同相的,但,有一个特殊的频率,当外加电压的频率等于这个频率时,这个电路中的电流与电压同相,这个频率就是这个RLC电路的谐振频率。
品质因数Q的意义:
当出现串联谐振时,电感或电容上的电压与外加电压之比就是Q,就是Q=UL/U,Uc=UL=QU。在串联谐振出现时,容抗(或感抗)与电路中电阻R的比值就等于Q,Q=ωoL/R=(1/ωo*C)/R。
在串联电路中电流是相等的,这样,在一个周期里,在电容和电感上要进行无功功率的转换,而在电阻上要消耗有功功率,那么Q就是在一个周期里无功与有功的比值。 所以Q=W无/W有。
其中ω是计算储存能量和功率损失时的角频率。若电路中只有一个储能元件(电感或是电容),也可用上式来定义Q因子,此时Q因子会等于无功功率相对实功功率的比例。
参考资料:网络-品质因子
❽ 简述电感线圈的品质因数的物理意义
一个电感可以等效为电阻,理想电容,理想电感串联,整个电感的Q值如下:
❾ 什么是品质因数
在一系统的共振频率下,当信号振幅不随时间变化时,系统储存能量和每个周期外界所提供能量的比例(此时系统储存能量也不随时间变化):大部分的共振系统都可以用二阶的微分方程表示,Q因子中2π的系数,使Q因子可以表示成只和二阶微分方程系数有关的较简单型式。
在电机系统中,能量会储存在理想无损失的电感及电容中,损失的能量则是每个周期由电阻损失能量的总和。力学系统储存的能量是该时间动能及位能的和,损失的能量则是因为摩擦力或阻力所消耗的能量。
物理含义
根据物理学,Q因子等于乘以系统储存的总能量,除以单一周期损失的能量,也可以表示为系统储存的总能量和单位弪度损失的能量的比值。
Q因子是无量纲的参数,是比较系统振幅衰减的时间常数和振荡周期后的结果。当Q因子数值较大时,Q因子可近似为系统从开始振荡起,一直到其能量剩下原来的(约1/535或0.2%),中间历经的振荡次数。
❿ 品质因子Q的物理意义有几种,分别是什么
3种,
1阻尼大小;
2共振峰锐度;
3系统放大倍数.