Artikel terakhir adalah tentang 'perseptual' untuk memahami induktansi, dan artikel ini tentang 'rasional' untuk memahami induktansi. Kami akan mencantumkan beberapa rumus buku teks, sambil mengikuti tradisi kolom ini, letakkan beberapa animasi gif yang hidup untuk membantu memahami.

1. Satuan induktansi

Seperti yang dapat dilihat dari artikel sebelumnya, induktansi mencerminkan kemampuan perangkat untuk menahan perubahan arus. "Konfrontasi" ini tercermin dalam arus induksi dan gaya gerak listrik induksi (juga disebut: EMF Balik) pada induktor.

Satuan induktansi adalah Henry, dan simbolnya adalah L. Pengertian L = 1 Henry adalah: arus berubah dengan ritme 1 ampere per detik (1A / s) Jika tegangan gaya gerak listrik induksi yang dibangkitkan pada induktor adalah 1V, maka induktansi ini adalah 1 Henry.

Dalam peralatan radio dan komunikasi, unit induktansi yang umum adalah nH (nanohenry), yang dapat menangani perubahan arus tingkat MHz; dalam catu daya dan peralatan catu daya, unit induktansi umum adalah μH (uH, microhenry), yang mengatasi arus tingkat KHz Ubah; Dalam peralatan audio, unit induktansi yang umum adalah mH (haoheng), yang dapat menangani perubahan arus ratusan Hz hingga 2KHz.

Dalam proses menahan perubahan arus, induktor disertai dengan konversi energi listrik dan magnet. Semakin besar kapasitas induktor maka semakin besar pula energi yang dapat diubah dan disimpan.

2. Perubahan tegangan dan arus pada induktor

Mari kita lihat hubungan antara tegangan dan arus pada induktor: V = -L * di / dt

Rumus ini mencerminkan bahwa tegangan gaya gerak listrik yang diinduksi pada induktor berhubungan dengan kecepatan perubahan arus.

Dalam kasus L konstan, semakin cepat perubahan arus, semakin tinggi tegangan gaya gerak listrik induksi yang dihasilkan. Terutama ketika sakelar rangkaian dibuka atau ditutup, perubahan arus yang seketika dapat menyebabkan munculnya percikan api di tempat sakelar rangkaian (percikan hanya dapat dihasilkan ketika udara rusak. Tegangannya setidaknya puluhan ribu volt. Tegangan sesaat sangat tinggi. Pendek, tapi belum tentu energinya besar).

Kami membangun rangkaian yang terdiri dari induktansi, resistansi, dan daya (gelombang persegi periodik), seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

Voltmeter dihubungkan secara paralel ke setiap perangkat agar mudah melihat bentuk gelombang. Secara khusus, melalui tegangan resistor, arus yang melintasi rangkaian dapat diperkirakan (hukum Ohm). Catu daya adalah gelombang persegi periodik Max 10V, Min 0V, dan 100Hz.

Mari kita lihat perubahan bentuk gelombang tegangan dan arus pada induktor:

Di antara mereka, bentuk gelombang hijau mewakili perubahan tegangan catu daya; bentuk gelombang kuning mewakili perubahan tegangan induktor; bentuk gelombang biru mewakili perubahan tegangan resistansi, dan juga mencerminkan perubahan arus di seluruh rangkaian.

Ketika catu daya berubah dari 0V-> 10V, tegangan induktor menghasilkan pulsa positif (perubahan tegangan tiba-tiba), polaritas pulsa ini berlawanan dengan polaritas tegangan catu daya. Karena tegangan induktor memperlemah pengaruh tegangan catu daya, maka arus tidak tiba-tiba meningkat Arus seluruh rangkaian dimulai dari 0A dan berangsur-angsur naik (arus tidak dapat berubah secara tiba-tiba) hingga mencapai keadaan stabil.

Ketika catu daya berubah dari 10V-> 0V, tegangan induktor menghasilkan pulsa negatif (tegangan berubah tiba-tiba), polaritas pulsa ini sama dengan polaritas tegangan catu daya. Karena tegangan induktor meneruskan pengaruh tegangan catu daya, arus tidak tiba-tiba berkurang. Arus seluruh rangkaian dimulai dari 1A (10V / 10Ω) dan secara bertahap menurun (arus tidak dapat berubah secara tiba-tiba) hingga mencapai kondisi stabil.

Hal ini sesuai dengan apa yang kami katakan di artikel sebelumnya bahwa induktansi adalah perangkat inersia di bidang elektromagnetik, tidak suka arus berubah dan selalu menggunakan energinya sendiri untuk mempertahankan keadaan arus semula.

Perhatikan bahwa tidak ada perangkat switching yang sengaja ditempatkan di sirkuit ini, meskipun tegangan catu daya minimal 0V, seluruh rangkaian dihidupkan. Tetapi jika Anda meletakkan sakelar di rangkaian, situasi ketika sakelar mati berbeda dengan situasi ketika catu daya 0V, kami akan menganalisisnya nanti. Anda dapat membayangkan bahwa induktor bertindak sebagai perangkat arus inersia.Jika rangkaian tiba-tiba terputus dan arus tidak memiliki loop, apa yang akan terjadi?

Ketiga, konstanta waktu induktansi

Dalam rangkaian LR, sebagai respons terhadap perubahan eksitasi eksternal (DC), dibutuhkan proses tertentu agar tegangan dan arus induktor mencapai keadaan stabil, dan bentuk gelombangnya sesuai dengan perubahan eksponensial:

Konstanta waktu τ = L / R. Setelah 5 τ tegangan dan arus induktor cenderung stabil, terutama untuk DC, saat ini induktor ekivalen dengan hubung singkat, dan arus mencapai maksimum Imax = V / R.

Dalam proses mencapai kondisi tunak, induktor juga menyimpan energi (mengubah energi listrik menjadi energi magnet, sesuai dengan perubahan daya eksitasi yang disebutkan di atas dari 0V-> 10V) atau melepaskan energi (mengubah energi magnet menjadi energi listrik, sesuai dengan daya eksitasi yang disebutkan di atas dari 10V- > 0V berubah). Jadi konstanta ini disebut juga konstanta waktu pengisian dan pengosongan.

Keempat, impedansi reaktansi induktor-induktif

Seperti halnya kapasitansi, impedansi diperlukan untuk mengukur kinerja induktansi pada eksitasi frekuensi yang berbeda, khususnya untuk rangkaian induktif murni, impedansi adalah reaktansi induktif.

Rumus untuk menghitung induktansi dan induktansi adalah X = 2π * f * L. Semakin tinggi frekuensinya, semakin besar reaktansi induktifnya.

Misalnya, jika kita meningkatkan eksitasi catu daya pada Gambar 2 dari 100Hz ke 1KHz, apa yang akan terjadi?

Di rangkaian ini, dengan meningkatnya frekuensi, itu berarti impedansi induktor menjadi lebih besar, sehingga lebih banyak tegangan dapat didistribusikan ke induktor, dan lebih sedikit tegangan yang didistribusikan ke resistor. Dari perspektif lain, jika resistornya adalah beban, bukankah itu rangkaian step-down?

5. Perbandingan induktansi dan kapasitansi (rumus)

Mari daftar perbandingan induktansi dan kapasitansi untuk membantu Anda mengingat:

(Setelah teks lengkap, rumus di buku teks sangat penting)