
【計】 coupling factor
coupling
【計】 coupling
factor
【電】 factor
耦合因數(Coupling Factor)是電磁學與電路理論中的核心概念,用于量化兩個獨立電路或物理系統之間能量傳遞的緊密程度。其定義為兩個線圈(或電路元件)之間的互感系數(M)與各自自感系數(L₁、L₂)幾何平均值的比值,數學表達式為:
$$ k = frac{M}{sqrt{L_1 cdot L_2}} $$
其中:
能量傳遞效率
$k$ 值越接近 1,表明系統間磁通交鍊越充分,能量傳輸效率越高。例如,在變壓器設計中,高耦合因數($k > 0.9$)可減少漏磁損耗,提升電能轉換效率 。
臨界參數
當 $k=0$ 時,系統完全無耦合(如空間隔離線圈);$k=1$ 時為理想全耦合(理論極限,實際不可達)。射頻電路中的定向耦合器需精确控制 $k$ 值以實現信號采樣與隔離 。
工程優化方向
提高耦合因數的常見方法包括:
在機械振動領域,耦合因數可類比描述多自由度系統的模态耦合強度;在光學中,則對應波導耦合器的光功率分配比,體現術語的跨學科普適性 。
權威參考來源:
耦合因數是描述系統間相互作用或能量轉換效率的指标,在不同領域有差異化定義:
定義為兩個耦合線圈的互感磁通鍊與自感磁通鍊比值的幾何平均值: $$ k = sqrt{frac{M{12}M{21}}{L_1L_2}} $$ 其中:
壓電耦合系數:表征材料電能與機械能轉換效率的上限 $$ K = frac{e}{c^E varepsilon^T} $$ 式中$e$為壓電常數,$c^E$為剛度,$varepsilon^T$為介電常數。石英的$K$約0.86%,而PZT材料可達23%。
有效機電耦合因數:反映實際諧振器性能 $$ k_{eff} = frac{f_p - f_s}{f_p} $$ 通過測量串聯諧振頻率$f_s$和并聯諧振頻率$f_p$計算得出,既受材料特性影響,也受諧振器結構制約。
不同學科的具體定義存在差異,但核心都是量化相互作用強度。建議根據具體應用場景選擇對應的計算公式。
貝-麥二氏試驗邊防警衛辯護人有效援助稻草等待轉接開關電壓測量儀器訂婚時的贈與物風濕素質分塊交換分類佛學氟隆副牙高強過急性躁狂滑片夾緊裝置簡單特性金屬交換聯機繪圖機連系化合物理論邏輯學黴菌樣生長農業化工氣候療法氰亞鐵酸鉛熱浸塗可剝塗層聲能強度射束功率放大器適硫的碳片電阻調整器