Der letzte Artikel befasst sich mit „Wahrnehmung“, um die Induktivität zu verstehen, und dieser Artikel befasst sich mit „rational“, um die Induktivität zu verstehen. Wir werden einige Lehrbuchformeln auflisten und dabei an der Tradition dieser Kolumne festhalten und einige lebendige GIF-Animationen zum besseren Verständnis hinzufügen.

1. Die Einheit der Induktivität

Wie aus dem vorherigen Artikel ersichtlich ist, spiegelt die Induktivität die Fähigkeit eines Geräts wider, Stromänderungen zu widerstehen. Diese "Konfrontation" spiegelt sich in dem induzierten Strom und der induzierten elektromotorischen Kraft (auch als Gegen-EMK bezeichnet) auf den Induktor wider.

Die Induktivitätseinheit ist Henry und das Symbol ist L. Die Definition von L = 1 Henry lautet: Der Strom ändert sich mit einem Rhythmus von 1 Ampere pro Sekunde (1A / s). Wenn die Spannung der auf den Induktor erzeugten induzierten elektromotorischen Kraft 1 V beträgt, beträgt diese Induktivität 1 Henry.

In Funk- und Kommunikationsgeräten ist die gemeinsame Induktivitätseinheit nH (Nanohenry), die Stromänderungen auf MHz-Ebene verarbeiten kann, in Stromversorgungen und Stromversorgungsgeräten ist die gemeinsame Induktivitätseinheit μH (uH, Mikrohenry), die mit Strom auf KHz-Ebene fertig wird Änderung: In Audiogeräten ist die gemeinsame Induktivitätseinheit mH (haoheng), die Stromänderungen von Hunderten von Hz bis 2 kHz verarbeiten kann.

Beim Widerstand gegen Stromänderungen wird der Induktor von der Umwandlung elektrischer und magnetischer Energie begleitet. Je größer die Kapazität des Induktors ist, desto größer ist die Energie, die umgewandelt und gespeichert werden kann.

2. Spannungs- und Stromänderungen an der Induktivität

Schauen wir uns die Beziehung zwischen Spannung und Strom an der Induktivität an: V = -L * di / dt

Diese Formel spiegelt wider, dass die Spannung der induzierten elektromotorischen Kraft auf den Induktor mit der Geschwindigkeit der Stromänderung zusammenhängt.

Im Fall einer Konstanten L ist die erzeugte induzierte elektromotorische Kraftspannung umso höher, je schneller sich der Strom ändert. Insbesondere wenn der Stromkreisschalter geöffnet oder geschlossen wird, kann die sofortige Änderung des Stroms dazu führen, dass an der Stelle des Stromkreisschalters Funken auftreten (der Funke kann nur erzeugt werden, wenn die Luft durchbrochen wird. Die Spannung beträgt mindestens Zehntausende von Volt. Die momentane Spannung ist sehr hoch. Kurz, aber nicht unbedingt energiereich).

Wir bauen eine Schaltung, die aus Induktivität, Widerstand und Leistung (periodische Rechteckwelle) besteht, wie unten gezeigt:

Parallel zu jedem Gerät ist ein Voltmeter angeschlossen, um die Wellenform leicht anzeigen zu können. Insbesondere kann durch die Spannung über dem Widerstand der Strom über der Schaltung geschätzt werden (Ohmsches Gesetz). Die Stromversorgung ist eine periodische Rechteckwelle von max. 10 V, min. 0 V und 100 Hz.

Werfen wir einen Blick auf die Änderungen der Spannungs- und Stromwellenform am Induktor:

Unter diesen repräsentiert die grüne Wellenform die Spannungsänderung der Versorgungsspannung, die gelbe Wellenform repräsentiert die Spannungsänderung der Induktivität, die blaue Wellenform repräsentiert die Widerstandsspannungsänderung und spiegelt auch die Stromänderung auf der gesamten Schaltung wider.

Wenn sich die Stromversorgung von 0 V -> 10 V ändert, erzeugt die Spannung des Induktors einen positiven Impuls (plötzliche Spannungsänderung), wobei die Polarität dieses Impulses der Polarität der Versorgungsspannung entgegengesetzt ist. Da die Induktorspannung den Einfluss der Versorgungsspannung schwächt, steigt der Strom nicht plötzlich an. Der Strom des gesamten Stromkreises beginnt bei 0 A und steigt allmählich an (der Strom kann sich nicht plötzlich ändern), bis er einen stabilen Zustand erreicht.

Wenn sich die Stromversorgung von 10 V -> 0 V ändert, erzeugt die Spannung des Induktors einen negativen Impuls (plötzliche Spannungsänderung). Die Polarität dieses Impulses entspricht der Polarität der Versorgungsspannung. Da die Induktorspannung den Einfluss der Versorgungsspannung fortsetzt, nimmt der Strom nicht plötzlich ab. Der Strom des gesamten Stromkreises beginnt bei 1A (10 V / 10 Ω) und nimmt allmählich ab (der Strom kann sich nicht plötzlich ändern), bis er einen stabilen Zustand erreicht.

Dies steht im Einklang mit dem, was wir im vorherigen Artikel gesagt haben, dass Induktivität eine Trägheitsvorrichtung auf dem Gebiet der Elektromagnetik ist. Sie möchte nicht, dass sich der Strom ändert, und verwendet immer seine eigene Energie, um den ursprünglichen Zustand des Stroms aufrechtzuerhalten.

Beachten Sie, dass in diesem Stromkreis keine absichtlich geschalteten Schaltgeräte vorhanden sind. Selbst wenn die Versorgungsspannung mindestens 0 V beträgt, ist der gesamte Stromkreis eingeschaltet. Wenn Sie jedoch einen Schalter in den Stromkreis einbauen, unterscheidet sich die Situation bei ausgeschaltetem Schalter von der Situation bei 0 V, die wir später analysieren werden. Sie können sich vorstellen, dass der Induktor als Trägheitsvorrichtung für Strom fungiert. Was passiert, wenn der Stromkreis plötzlich unterbrochen wird und der Strom keine Schleife hat?

Drittens die Zeitkonstante der Induktivität

In der LR-Schaltung dauert es als Reaktion auf Änderungen der externen Erregung (DC) einen bestimmten Prozess, bis die Spannung und der Strom des Induktors einen stabilen Zustand erreichen, und seine Wellenform entspricht der exponentiellen Änderung:

Die Zeitkonstante τ = L / R. Nach 5 & tgr; neigen die Spannung und der Strom des Induktors dazu, stabil zu sein, insbesondere für Gleichstrom. Zu diesem Zeitpunkt entspricht der Induktor einem Kurzschluss und der Strom erreicht das maximale Imax = V / R.

Während des Erreichens eines stationären Zustands speichert der Induktor auch Energie (Umwandlung elektrischer Energie in magnetische Energie entsprechend der oben erwähnten Änderung der Erregerleistung von 0 V-> 10 V) oder gibt Energie frei (Umwandlung magnetischer Energie in elektrische Energie entsprechend der oben erwähnten Erregungsleistungsversorgung von 10 V-) > 0V Änderungen). Diese Konstante wird also auch als Lade- und Entladezeitkonstante bezeichnet.

Viertens die Impedanz der Induktor-Induktiv-Reaktanz

Wie die Kapazität wird auch die Impedanz benötigt, um die Leistung der Induktivität bei unterschiedlicher Frequenzanregung zu messen. Insbesondere bei reinen induktiven Schaltkreisen ist die Impedanz eine induktive Reaktanz.

Die Formel zur Berechnung von Induktivität und Induktivität lautet X = 2π * f * L. Je höher die Frequenz, desto größer die induktive Reaktanz.

Was passiert beispielsweise, wenn wir die Erregung der Stromversorgung in Abbildung 2 von 100 Hz auf 1 kHz erhöhen?

In dieser Schaltung bedeutet dies mit zunehmender Frequenz, dass die Impedanz des Induktors größer wird, so dass mehr Spannung an den Induktor verteilt werden kann und weniger Spannung an den Widerstand verteilt wird. Wenn der Widerstand die Last ist, ist es aus einer anderen Perspektive nicht eine Abwärtsschaltung?

5. Vergleich von Induktivität und Kapazität (Formel)

Lassen Sie uns den Vergleich von Induktivität und Kapazität auflisten, damit Sie sich besser daran erinnern können:

(Am Ende des Volltextes ist die Formel im Lehrbuch wirklich wichtig)