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品質因數是什麼

品質因數(Figure of merit),通常稱爲Q因數或Q因子,是一種廣泛應用於電子工程和物理學中無量綱參數,用於表徵諧振器電路機械系統的性能。

它代表了一箇儲能器件(如電感器電容器)中存儲的能量與每個週期內損耗的能量之比。在一箇電路系統中,品質因數Q特別重要,因爲它表示在共振頻率下,當信號振幅保持不變時,系統存儲的能量與每個週期內外界提供的能量之比。Q因子是無量綱的,意味着它沒有單位,通常用於描述諧振電路或機械系統的耗能特性。

在電路中,Q因子是電容器、電感器或是電阻器的“好壞程度”的度量。具有高Q因數的元件能夠更有效地存儲和釋放能量,從而使得電路響應更加銳利。在機械系統中,Q因子描述了系統的振動響應能力,高Q因子表示系統振動衰減得更慢,振動持續時間更長。

此外,高Q因數的振子或電路其能量損失速率較慢,因此在共振時能夠在較窄的頻率範圍內保持較高的振幅,這種現象在調諧電路中尤爲明顯,高Q因數的調諧電路對特定頻率的響應更加靈敏,同時對鄰近頻率的響應較小,從而提高選擇性和頻率穩定性。