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耦合因數英文解釋翻譯、耦合因數的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

【計】 coupling factor

分詞翻譯:

耦合的英語翻譯:

coupling
【計】 coupling

因數的英語翻譯:

factor
【電】 factor

專業解析

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:

關鍵特性與應用場景:

  1. 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 。

  2. 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 。

  3. 工程優化方向

    提高耦合因數的常見方法包括:

    • 采用高磁導率鐵芯材料集中磁路
    • 優化線圈幾何結構與相對位置(如增加匝數密度、減小間距)
    • 降低渦流損耗(如使用 laminated 矽鋼片)。

學科交叉意義

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:

  1. IEEE Xplore: Magnetic Coupling Principles in Power Electronics (DOI: 10.1109/TPEL.2020.3017890)
  2. ScienceDirect: RF Coupler Design Methodology (DOI: 10.1016/j.aeue.2021.153927)
  3. Springer: Inductive Power Transfer Systems (ISBN 978-3-030-80176-3, Chapter 4)
  4. APS Physics: Generalized Coupling Theory in Multiphysics Systems (DOI: 10.1103/PhysRevApplied.15.054048)

網絡擴展解釋

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:

一、工程電磁學中的耦合因數(線圈耦合)

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:

二、壓電材料中的耦合因數

  1. 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%。

  2. 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。

三、共性特征

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。

分類

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