Το προηγούμενο άρθρο αφορά το «αντιληπτικό» για να κατανοήσουμε την αυτεπαγωγή και αυτό το άρθρο είναι «λογικό» για να κατανοήσουμε την αυτεπαγωγή. Θα παραθέσουμε μερικούς τύπους βιβλίων, ενώ ακολουθώντας την παράδοση αυτής της στήλης, θα βάλουμε μερικά ζωντανά κινούμενα σχέδια gif για να κατανοήσουμε.

1. Η μονάδα επαγωγής

Όπως φαίνεται από το προηγούμενο άρθρο, η αυτεπαγωγή αντικατοπτρίζει την ικανότητα μιας συσκευής να αντιστέκεται στις τρέχουσες αλλαγές. Αυτή η «αντιπαράθεση» αντανακλάται στο επαγόμενο ρεύμα και την επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη (επίσης ονομάζεται: Πίσω EMF) στον επαγωγέα.

Η μονάδα επαγωγής είναι ο Henry, και το σύμβολο είναι L. Ο ορισμός του L = 1 Henry είναι: οι τρέχουσες αλλαγές με ρυθμό 1 αμπέρ ανά δευτερόλεπτο (1A / s). Εάν η τάση της επαγόμενης ηλεκτροκινητικής δύναμης που παράγεται στον επαγωγέα είναι 1V, αυτή η επαγωγή είναι 1 Henry.

Στον εξοπλισμό ραδιοεπικοινωνίας και επικοινωνίας, η κοινή μονάδα επαγωγής είναι το nH (nanohenry), το οποίο μπορεί να αντιμετωπίσει τις τρέχουσες αλλαγές επιπέδου MHz. Σε τροφοδοτικά και εξοπλισμό τροφοδοσίας, η κοινή μονάδα επαγωγής είναι μH (uH, microhenry), η οποία αντιμετωπίζει το ρεύμα επιπέδου KHz Αλλαγή: Στον εξοπλισμό ήχου, η κοινή μονάδα επαγωγικότητας είναι mH (haoheng), η οποία μπορεί να αντιμετωπίσει τις τρέχουσες αλλαγές εκατοντάδων Hz σε 2KHz.

Στη διαδικασία αντιστάσεως των τρεχουσών αλλαγών, ο επαγωγέας συνοδεύεται από τη μετατροπή ηλεκτρικής και μαγνητικής ενέργειας. Όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα του επαγωγέα, τόσο μεγαλύτερη είναι η ενέργεια που μπορεί να μετατραπεί και να αποθηκευτεί.

2. Τάση και αλλαγές ρεύματος στον επαγωγέα

Ας ρίξουμε μια ματιά στη σχέση μεταξύ της τάσης και του ρεύματος στον επαγωγέα: V = -L * di / dt

Αυτός ο τύπος αντικατοπτρίζει ότι η τάση της ηλεκτρικής κίνησης που προκαλείται στον επαγωγέα σχετίζεται με την ταχύτητα της τρέχουσας αλλαγής.

Στην περίπτωση ενός σταθερού L, όσο πιο γρήγορα αλλάζει το ρεύμα, τόσο υψηλότερη είναι η παραγόμενη τάση ηλεκτροκινητικής δύναμης. Ειδικά όταν ο διακόπτης κυκλώματος ανοίγει ή κλείνει, η στιγμιαία αλλαγή ρεύματος μπορεί να προκαλέσει σπινθήρες στη θέση του διακόπτη κυκλώματος. Σύντομο, αλλά όχι απαραίτητα μεγάλο σε ενέργεια).

Χτίζουμε ένα κύκλωμα αποτελούμενο από επαγωγή, αντίσταση και ισχύ (περιοδικό τετραγωνικό κύμα), όπως φαίνεται παρακάτω:

Ένα βολτόμετρο συνδέεται παράλληλα με κάθε συσκευή για εύκολη προβολή της κυματομορφής. Συγκεκριμένα, μέσω της τάσης στην αντίσταση, μπορεί να εκτιμηθεί το ρεύμα στο κύκλωμα (νόμος του Ohm). Το τροφοδοτικό είναι ένα περιοδικό τετραγωνικό κύμα Max 10V, Min 0V και 100Hz.

Ας ρίξουμε μια ματιά στις αλλαγές τάσης και ρεύματος κυματομορφής στον επαγωγέα:

Μεταξύ αυτών, η πράσινη κυματομορφή αντιπροσωπεύει την αλλαγή τάσης τροφοδοσίας, η κίτρινη κυματομορφή αντιπροσωπεύει την αλλαγή τάσης επαγωγέα, η μπλε κυματομορφή αντιπροσωπεύει την αλλαγή τάσης αντίστασης και επίσης αντανακλά την τρέχουσα αλλαγή σε ολόκληρο το κύκλωμα.

Όταν η τροφοδοσία αλλάζει από 0V-> 10V, η τάση του επαγωγέα παράγει θετικό παλμό (απότομη αλλαγή τάσης), η πολικότητα αυτού του παλμού είναι αντίθετη με την πολικότητα της τάσης τροφοδοσίας. Επειδή η τάση επαγωγέα εξασθενεί την επίδραση της τάσης τροφοδοσίας, το ρεύμα δεν αυξάνεται ξαφνικά. Το ρεύμα ολόκληρου του κυκλώματος ξεκινά από το 0Α και σταδιακά αυξάνεται (το ρεύμα δεν μπορεί να αλλάξει ξαφνικά) μέχρι να φτάσει σε σταθερή κατάσταση.

Όταν η τροφοδοσία αλλάζει από 10V-> 0V, η τάση του επαγωγέα παράγει αρνητικό παλμό (απότομη αλλαγή τάσης), η πολικότητα αυτού του παλμού είναι η ίδια με την πολικότητα της τάσης τροφοδοσίας. Δεδομένου ότι η τάση επαγωγέα συνεχίζει την επίδραση της τάσης τροφοδοσίας, το ρεύμα δεν μειώνεται ξαφνικά. Το ρεύμα ολόκληρου του κυκλώματος ξεκινά από το 1A (10V / 10Ω) και σταδιακά μειώνεται (το ρεύμα δεν μπορεί να αλλάξει ξαφνικά) μέχρι να φτάσει σε σταθερή κατάσταση.

Αυτό συμβαδίζει με αυτό που είπαμε στο προηγούμενο άρθρο ότι η επαγωγή είναι μια αδρανειακή συσκευή στον τομέα της ηλεκτρομαγνητικής. Δεν του αρέσει να αλλάζει το ρεύμα και χρησιμοποιεί πάντα τη δική του ενέργεια για να διατηρήσει την αρχική κατάσταση του ρεύματος.

Σημειώστε ότι δεν υπάρχουν συσκευές μεταγωγής σκόπιμα σε αυτό το κύκλωμα, ακόμη και όταν η τάση τροφοδοσίας είναι τουλάχιστον 0V, ολόκληρο το κύκλωμα είναι ενεργοποιημένο. Αλλά αν βάλετε ένα διακόπτη στο κύκλωμα, η κατάσταση όταν ο διακόπτης είναι σβηστός είναι διαφορετική από την κατάσταση όταν το τροφοδοτικό είναι 0V, θα το αναλύσουμε αργότερα. Μπορείτε να φανταστείτε ότι ο επαγωγέας λειτουργεί ως αδρανειακή συσκευή ρεύματος. Τι συμβαίνει εάν το κύκλωμα αποσυνδεθεί ξαφνικά και το ρεύμα δεν έχει βρόχο;

Τρίτον, η σταθερά χρόνου της αυτεπαγωγής

Στο κύκλωμα LR, σε απόκριση σε αλλαγές εξωτερικής διέγερσης (DC), χρειάζεται μια συγκεκριμένη διαδικασία για την τάση και το ρεύμα του επαγωγέα για να φτάσει σε μια σταθερή κατάσταση και η κυματομορφή του συμμορφώνεται με την εκθετική αλλαγή:

Η σταθερά χρόνου τ = L / R. Μετά από 5 τ, η τάση και το ρεύμα του επαγωγέα τείνουν να είναι σταθερά, ειδικά για DC, αυτή τη στιγμή ο επαγωγέας είναι ισοδύναμος με βραχυκύκλωμα και το ρεύμα φτάνει στο μέγιστο Imax = V / R.

Κατά τη διαδικασία επίτευξης σταθερής κατάστασης, ο επαγωγέας αποθηκεύει επίσης ενέργεια (μετατροπή ηλεκτρικής ενέργειας σε μαγνητική ενέργεια, που αντιστοιχεί στην προαναφερθείσα αλλαγή ισχύος διέγερσης από 0V-> 10V) ή απελευθέρωση ενέργειας (μετατροπή μαγνητικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια, που αντιστοιχεί στην προαναφερόμενη τροφοδοσία διέγερσης από 10V- > Αλλαγές 0V). Έτσι, αυτή η σταθερά ονομάζεται επίσης σταθερά χρόνου φόρτισης και εκφόρτισης.

Τέταρτον, η σύνθετη αντίσταση της επαγωγικής επαγωγικής αντίδρασης

Όπως η χωρητικότητα, η αντίσταση είναι απαραίτητη για τη μέτρηση της απόδοσης της επαγωγής με διαφορετική διέγερση συχνότητας. Ειδικότερα, για καθαρά επαγωγικά κυκλώματα, η σύνθετη αντίσταση είναι επαγωγική αντίδραση.

Ο τύπος για τον υπολογισμό της αυτεπαγωγής και της αυτεπαγωγής είναι X = 2π * f * L. Όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η επαγωγική αντίδραση.

Για παράδειγμα, εάν αυξήσουμε την διέγερση τροφοδοσίας στο Σχήμα 2 από 100Hz σε 1KHz, τι θα συμβεί;

Σε αυτό το κύκλωμα, καθώς αυξάνεται η συχνότητα, σημαίνει ότι η σύνθετη αντίσταση του επαγωγέα γίνεται μεγαλύτερη, έτσι μπορεί να κατανεμηθεί περισσότερη τάση στον επαγωγέα και μικρότερη τάση κατανέμεται στην αντίσταση. Από μια άλλη προοπτική, εάν η αντίσταση είναι το φορτίο, δεν είναι ένα κύκλωμα κατεβάσματος;

5. Σύγκριση της αυτεπαγωγής και της χωρητικότητας (τύπος)

Ας απαριθμήσουμε τη σύγκριση της αυτεπαγωγής και της χωρητικότητας για να σας βοηθήσουμε να θυμάστε:

(Στο τέλος του πλήρους κειμένου, ο τύπος στο βιβλίο είναι πραγματικά σημαντικός)