Factor Q en ingeniería eléctrica y electrónica

Factor Q en ingeniería eléctrica y electrónica

Factor Q en Ingeniería eléctrica y electrónica

En un Circuito Sintonizado, la relación entre Reactancia y Resistencia se llama Factor Q o Factor de Calidad... O...

Lo opuesto al factor de potencia se denomina factor Q o factor de calidad de una bobina o su figura de mérito.

Factor Q =1/ Factor de potencia=1/Cosθ=Z/R    …    (Donde Factor de potencia Cosθ =R/Z )

Si R es demasiado pequeño con respecto a la Reactancia

Entonces factor Q =Z/R =ωL/R =2πfL / R    …    (ωL/R =2πf)

Además, el factor Q puede definirse como la relación entre la energía almacenada y la energía disipada por ciclo en un circuito

Q =2π x (energía almacenada/pérdida de potencia)

En un resonador, Q es la relación entre la energía almacenada en el resonador y la energía suministrada por el generador para mantener constante la amplitud de la señal

Q =2π (Máxima energía almacenada/Energía disipada por ciclo) en la bobina.

Es bueno saberlo * ¹ :

En sistemas y circuitos eléctricos, la energía almacenada es la suma de las energías almacenadas en inductores y condensadores sin pérdidas. Y la energía perdida es la suma de las energías disipadas en resistencias (calor, luz, etc.) por ciclo

Mientras que;

 El condensador absorbe potencia reactiva y almacena energía en forma de campo eléctrico

El inductor absorbe potencia reactiva y almacena energía en forma de campo magnético

Y

La resistencia absorbe la potencia real y la disipa en forma de calor y luz

Factor Q en capacitiva pura (C) y circuitos inductivos puros (L)

Como sabemos, la potencia en los circuitos capacitivos e inductivos puros es cero. Por lo tanto, el factor de potencia del circuito también es cero. Pero el factor "Q" del circuito es el inverso del factor de potencia, por lo tanto, el factor "Q" en los circuitos inductivos y capacitivos puros es infinito (∞).

Factor Q en un circuito RL en serie

En circuito serie RL, impedancia (Z) =la reactancia inductiva =X_L =2πfL, por lo tanto el factor de Calidad “Q”

=Z/ R → =X_L /R → =2πf_r L /R

Factor Q en un circuito RC en serie

Circuito RC en serie, impedancia (Z) =Reactancia capacitiva =X_{C =} 1/2πfC, por lo tanto el factor de calidad “Q”

=Z/ R → =X_C /R → =(1/2πf_r C) /R → =1 / 2πf_r CR.

Dónde

Z =Imprudencia =Resistencia en circuitos de CA (Z =X_L ² -X_C ² Ω)

R =Resistencia en Ω

C =Capacitancia en faradios

L =Inductancia en Hennery

X_L =Reactancia inductiva en Ω

X_C =Reactancia capacitiva en Ω

p_r =Frecuencia de resonancia en Hz

Factor Q de un circuito sintonizado =frecuencia de resonancia / ancho de banda

Q =f_r / B

Q =f_r / (f₂ – f₁ )

Dónde

f_r =Frecuencia de resonancia en Hertz

B =ancho de banda =la diferencia entre las frecuencias superior e inferior en un conjunto continuo de frecuencias =B =(f₂ – f₁ )

Factor Q en un circuito RLC en serie ( Circuito de resonancia de entrada de voltaje)

En un circuito RLC en serie ideal (también en un receptor de radiofrecuencia sintonizado (TRF)) el factor de calidad "Q" es

Q =(1/R) x (√ (L/C) =ω₀ I/D

De la ecuación anterior se desprende claramente que cuanto mayor sea la resistencia en serie, menor será el factor "Q" del circuito, es decir, , más energía perdida y mayor ancho de banda.

Es bueno saberlo* ² : Un factor Q alto de circuito resonante tiene un ancho de banda estrecho en comparación con un factor "Q" bajo

Factor Q en un circuito RLC paralelo ( Circuito de resonancia de entrada de corriente)

El factor “Q” en un circuito RLC en paralelo es simplemente el inverso del factor “Q” en un circuito RLC en serie

Q =R x (√ (C /L) =R /ω₀ L

Dónde

R =Resistencia en Ω

C =Capacitancia en faradios

L =Inductancia en Henry

De la ecuación anterior queda claro que cuanto menor sea la resistencia, mayor será el factor "Q" del circuito, es decir, el menos energía perdida y el ancho de banda más estrecho y sería útil en los circuitos de diseño de filtros para determinar el ancho de banda.

Factor Q en un circuito con impedancias complicadas

Como comentamos anteriormente, "en un circuito sintonizado, la relación entre la reactancia y la resistencia se denomina factor Q o factor de calidad... O

Lo opuesto al factor de potencia se denomina factor Q o factor de calidad de una bobina.

Factor Q =1/ Factor de potencia=1/Cosθ=Z/R    …    (Donde Factor de potencia Cosθ =R/Z )”

Estos para; también podemos determinar el factor "Q" de un circuito que tiene impedancias complicadas si conocemos el factor de potencia del circuito donde

Factor de potencia=Cosθ =R/Z   … o…

La tangente del ángulo de fase (θ) entre la corriente y el voltaje.

Es bueno saberlo * ³ :

Un factor Q alto de circuito resonante tiene un ancho de banda estrecho en comparación con un factor "Q" bajo

Un factor Q bajo da una banda ancha (ancho de banda amplio)
Un factor Q alto da una banda estrecha (ancho de banda pequeño)