Viimeinen artikkeli koskee "havainnointia" induktanssin ymmärtämiseksi, ja tämä artikkeli on "järkevää" ymmärtää induktanssia. Luetteloimme joitain oppikirjakaavoja, samalla kun noudatamme tämän sarakkeen perinnettä, laitamme joitain eläviä gif-animaatioita ymmärtämään.

1. Induktanssin yksikkö

Kuten edellisestä artikkelista voidaan nähdä, induktanssi heijastaa laitteen kykyä vastustaa virtamuutoksia. Tämä "vastakkainasettelu" heijastuu induktorissa olevaan indusoituun virtaan ja indusoituun sähkömoottorivoimaan (kutsutaan myös: Back EMF).

Induktanssin yksikkö on Henry ja symboli on L. L = 1 Henry: n määritelmä on: virta muuttuu 1 ampeerin sekunnissa (1 A / s) .Jos induktorille syntyvän indusoidun sähkömoottorin voiman jännite on 1 V, tämä induktanssi on 1 Henry.

Radio- ja tietoliikennelaitteissa yhteinen induktanssiyksikkö on nH (nanohenry), joka pystyy käsittelemään MHz-tason virran muutoksia; virtalähteissä ja virtalähdelaitteissa yhteinen induktanssiyksikkö on μH (uH, mikrohenry), joka selviytyy KHz-tason virrasta. Muutokset: Äänilaitteissa yleinen induktanssiyksikkö on mH (kuinka heng), joka pystyy käsittelemään satojen Hz - 2 kHz nykyiset muutokset.

Virtamuutosten vastustamisen aikana induktoriin liittyy sähköisen ja magneettisen energian muuntaminen.Mitä suurempi induktorin kapasiteetti, sitä suurempi energia voidaan muuntaa ja varastoida.

2. Induktorin jännitteen ja virran muutokset

Katsotaanpa induktorin jännitteen ja virran suhdetta: V = -L * di / dt

Tämä kaava kuvastaa sitä, että indusoidun sähkömoottorin voiman jännite induktoriin liittyy virran muutoksen nopeuteen.

Vakion L tapauksessa, mitä nopeammin virta muuttuu, sitä suurempi on indusoitu sähkömoottorin voimajännite. Varsinkin kun virtakytkin avataan tai suljetaan, virran hetkellinen muutos voi aiheuttaa kipinöiden ilmestymisen piirikytkimen kohtaan (kipinä voi syntyä vasta, kun ilma hajoaa. Jännite on vähintään kymmeniä tuhansia voltteja. Hetkellinen jännite on erittäin korkea. Lyhyt, mutta ei välttämättä suuri energia).

Rakennamme piirin, joka koostuu induktanssista, resistanssista ja tehosta (jaksollinen neliöaalto), kuten alla on esitetty:

Jokaiselle laitteelle on kytketty volttimittari rinnan, jotta aaltomuoto on helppo nähdä. Erityisesti vastuksen yli olevan jännitteen kautta virran piiri voidaan arvioida (Ohmin laki). Virtalähde on jaksottainen neliöaalto Max 10V, Min 0V ja 100Hz.

Katsotaanpa induktorin jännitteen ja virran aaltomuodon muutoksia:

Niistä vihreä aaltomuoto edustaa virtalähteen jännitteen muutosta; keltainen aaltomuoto edustaa induktorin jännitteen muutosta; sininen aaltomuoto edustaa vastusjännitteen muutosta, mikä heijastaa myös virtamuutosta koko piirissä.

Kun virtalähde muuttuu arvosta 0V-> 10V, kelan jännite tuottaa positiivisen pulssin (äkillinen jännitteenmuutos), tämän pulssin napaisuus on päinvastainen virtalähteen jännitteen napaisuuteen. Koska induktorijännite heikentää virtalähteen jännitteen vaikutusta, virta ei yhtäkkiä kasva, vaan koko piirin virta alkRogerA: sta ja nousee vähitellen (virta ei voi muuttua yhtäkkiä), kunnes se saavuttaa vakaan tilan.

Kun virtalähde muuttuu arvosta 10V-> 0V, induktorin jännite tuottaa negatiivisen pulssin (äkillinen jännitteenmuutos), tämän pulssin napaisuus on sama kuin virtalähteen jännitteen napaisuus. Koska induktorijännite jatkaa virtalähteen jännitteen vaikutusta, virta ei yhtäkkiä vähene.Koko piirin virta alkA: sta (10V / 10Ω) ja laskee vähitellen (virta ei voi muuttua yhtäkkiä), kunnes se saavuttaa vakaan tilan.

Tämä on yhdenmukaista sen kanssa, mitä sanoimme edellisessä artikkelissa, että induktanssi on inertialaite sähkömagneettisella alalla.Se ei pidä virran muutoksesta ja käyttää aina omaa energiaansa virran alkuperäisen tilan ylläpitämiseen.

Huomaa, että tähän piiriin ei ole tarkoituksella sijoitettu kytkinlaitteita, vaikka virtalähteen jännite olisi vähintään 0 V, koko piiri kytketään päälle. Mutta jos laitat kytkimen piiriin, tilanne, kun kytkin on pois päältä, eroaa tilanteesta, kun virtalähde on 0 V, analysoimme sen myöhemmin. Voit kuvitella, että induktori toimii virran inertiaalilaitteena.Jos piiri on yhtäkkiä irti ja virralla ei ole silmukkaa, mitä tapahtuu?

Kolmanneksi induktanssin aikavakio

LR-piirissä vastauksena ulkoisen herätteen (DC) muutoksiin kestää tietyn prosessin, jotta induktorin jännite ja virta saavuttavat vakaan tilan, ja sen aaltomuoto noudattaa eksponentiaalista muutosta:

Aikavakio τ = L / R. 5 τ: n jälkeen induktorin jännite ja virta ovat yleensä vakaita, etenkin DC: n kohdalla, tällä hetkellä induktori vastaa oikosulkua ja virta saavuttaa maksimiarvon Imax = V / R.

Tasapainotilan saavuttamiseksi induktori varastoi myös energiaa (muuntaa sähköenergian magneettiseksi energiaksi, mikä vastaa yllä mainittua viritystehon muutosta 0V-> 10V) tai vapauttaa energiaa (muuntamalla magneettinen energia sähköenergiaksi, mikä vastaa edellä mainittua viritysvoimV- > 0 V muutokset). Joten tätä vakiota kutsutaan myös lataus- ja purkausaikavakiona.

Neljänneksi induktori-induktiivisen reaktanssin impedanssi

Kapasitanssin tavoin impedanssia tarvitaan mittaamaan induktanssin suorituskyky eri taajuusärsytyksissä.Erityisesti puhtaiden induktiivisten piirien impedanssi on induktiivinen reaktanssi.

Kaava induktanssin ja induktanssin laskemiseksi on X = 2π * f * L. Mitä korkeampi taajuus, sitä suurempi on induktiivinen reaktanssi.

Esimerkiksi jos kasvatamme kuvan 2 virtalähteen herätettä 100 Hz: stä 1 KHz: iin, mitä tapahtuu?

Tässä piirissä taajuuden kasvaessa se tarkoittaa, että induktorin impedanssi kasvaa, joten enemmän jännitettä voidaan jakaa induktoriin ja vähemmän jännitettä jaetaan vastukseen. Toisesta näkökulmasta, jos vastus on kuorma, eikö se ole alempi piiri?

5. Induktanssin ja kapasitanssin vertailu (kaava)

Luetellaan induktanssin ja kapasitanssin vertailu muistamisen helpottamiseksi:

(Koko tekstin jälkeen oppikirjan kaava on todella tärkeä)