Ang huling artikulo ay tungkol sa 'perceptual' upang maunawaan ang inductance, at ang artikulong ito ay tungkol sa 'makatuwiran' upang maunawaan ang inductance. Maglilista kami ng ilang mga formula ng aklat, habang sumusunod sa tradisyon ng haligi na ito, maglagay ng ilang mga malinaw na gif na animasyon upang makatulong na maunawaan.

1. Ang yunit ng inductance

Tulad ng makikita mula sa nakaraang artikulo, ang inductance ay sumasalamin sa kakayahan ng isang aparato na labanan ang mga kasalukuyang pagbabago. Ang "paghaharap" na ito ay makikita sa sapilitan kasalukuyang at sapilitan electromotive force (tinatawag din na: Back EMF) sa inductor.

Ang yunit ng inductance ay si Henry, at ang simbolo ay L. Ang kahulugan ng L = 1 Henry ay: ang kasalukuyang pagbabago sa isang ritmo ng 1 ampere bawat segundo (1A / s). Kung ang boltahe ng sapilitan na electromotive force na nabuo sa inductor ay 1V, ang inductance na ito ay 1 Henry.

Sa kagamitan sa radyo at komunikasyon, ang karaniwang yunit ng inductance ay nH (nanohenry), na maaaring makitungo sa mga kasalukuyang pagbabago sa antas ng MHz; sa mga supply ng kuryente at kagamitan sa supply ng kuryente, ang karaniwang yunit ng inductance ay μH (uH, microhenry), na nakakaya sa kasalukuyang antas ng KHz Baguhin; Sa mga kagamitang pang-audio, ang karaniwang yunit ng inductance ay mH (haoheng), na maaaring harapin ang kasalukuyang mga pagbabago ng daan-daang Hz hanggang sa 2KHz.

Sa proseso ng paglaban sa kasalukuyang mga pagbabago, ang inductor ay sinamahan ng pag-convert ng elektrisidad at magnetikong enerhiya. Ang mas malaki ang kapasidad ng inductor, mas malaki ang enerhiya na maaaring mapalitan at maiimbak.

2. Boltahe at kasalukuyang mga pagbabago sa inductor

Tingnan natin ang kaugnayan sa pagitan ng boltahe at kasalukuyang sa inductor: V = -L * di / dt

Ang formula na ito ay sumasalamin na ang boltahe ng sapilitan electromotive force sa inductor ay nauugnay sa bilis ng kasalukuyang pagbabago.

Sa kaso ng isang pare-pareho L, mas mabilis ang kasalukuyang pagbabago, mas mataas ang sapilitan boltahe ng electromotive force na nabuo. Lalo na kapag ang circuit switch ay binuksan o sarado, ang instant na pagbabago ng kasalukuyang ay maaaring maging sanhi ng paglitaw ng sparks sa lugar ng circuit switch (ang spark ay maaaring mabuo lamang kapag ang hangin ay nasira. Ang boltahe ay hindi bababa sa sampu-sampung libo ng mga volt. Ang madalian na boltahe ay napakataas. Maikli, ngunit hindi kinakailangang malaki sa enerhiya).

Bumubuo kami ng isang circuit na binubuo ng inductance, paglaban, at lakas (pana-panahong square wave), tulad ng ipinakita sa ibaba:

Ang isang voltmeter ay konektado kahanay sa bawat aparato para sa madaling pagtingin sa waveform. Sa partikular, sa pamamagitan ng boltahe sa buong risistor, ang kasalukuyang kabila ng circuit ay maaaring matantya (batas ni Ohm). Ang supply ng kuryente ay isang pana-panahong square alon ng Max 10V, Min 0V, at 100Hz.

Tingnan natin ang boltahe at kasalukuyang mga pagbabago sa alon sa inductor:

Kabilang sa mga ito, ang berde na form ng alon ay kumakatawan sa pagbabago ng boltahe ng suplay ng kuryente; ang dilaw na porma ng alon ay kumakatawan sa pagbabago ng boltahe ng inductor; ang asul na form ng alon ay kumakatawan sa pagbabago ng boltahe ng paglaban, at sumasalamin din sa kasalukuyang pagbabago sa buong circuit.

Kapag nagbago ang suplay ng kuryente mula sa 0V-> 10V, ang boltahe ng inductor ay bumubuo ng isang positibong pulso (boltahe na biglang pagbabago), ang polarity ng pulso na ito ay katapat ng polarity ng power supply voltage. Dahil ang boltahe ng inductor ay nagpapahina ng impluwensya ng boltahe ng suplay ng kuryente, ang kasalukuyang hindi biglang tumaas. Ang kasalukuyang ng buong circuit ay nagsisimula mula sa 0A at unti-unting tumataas (ang kasalukuyang hindi maaaring magbago bigla) hanggang sa maabot nito ang isang matatag na estado.

Kapag nagbago ang supply ng kuryente mula sa 10V-> 0V, ang boltahe ng inductor ay bumubuo ng isang negatibong pulso (biglaang pagbabago ng boltahe), ang polarity ng pulso na ito ay kapareho ng polarity ng power supply voltage. Dahil ang boltahe ng inductor ay nagpapatuloy ng impluwensya ng boltahe ng suplay ng kuryente, ang kasalukuyang hindi biglang bumababa. Ang kasalukuyang ng buong circuit ay nagsisimula mula sa 1A (10V / 10Ω) at unti-unting bumababa (ang kasalukuyang hindi maaaring magbago bigla) hanggang sa maabot ang isang matatag na estado.

Ito ay naaayon sa sinabi namin sa naunang artikulo na ang inductance ay isang inertial na aparato sa larangan ng electromagnetics. Hindi nito gusto ang kasalukuyang pagbabago at palaging gumagamit ng sarili nitong enerhiya upang mapanatili ang orihinal na estado ng kasalukuyang.

Tandaan na walang mga aparato ng paglipat na sadyang inilagay sa circuit na ito, kahit na ang boltahe ng suplay ng kuryente ay hindi bababa sa 0V, ang buong circuit ay nakabukas. Ngunit kung maglagay ka ng switch sa circuit, ang sitwasyon kung naka-off ang switch ay naiiba mula sa sitwasyon kung ang supply ng kuryente ay 0V, susuriin namin ito sa paglaon. Maaari mong isipin na ang inductor ay gumaganap bilang isang inertial na aparato ng kasalukuyang.Kung ang circuit ay biglang naka-disconnect at ang kasalukuyang walang loop, ano ang mangyayari?

Pangatlo, ang oras na pare-pareho ng inductance

Sa LR circuit, bilang tugon sa mga pagbabago sa panlabas na paggulo (DC), kinakailangan ng isang tiyak na proseso upang maabot ng boltahe at kasalukuyang ng inductor ang isang matatag na estado, at ang form ng alon nito ay umaayon sa exponential na pagbabago:

Patuloy ang oras τ = L / R. Pagkatapos ng 5 τ, ang boltahe at kasalukuyang ng inductor ay may posibilidad na maging matatag, lalo na para sa DC, sa oras na ito ang inductor ay katumbas ng isang maikling circuit, at ang kasalukuyang umabot sa maximum na Imax = V / R.

Sa proseso ng pag-abot sa isang matatag na estado, ang inductor ay nag-iimbak din ng enerhiya (nagko-convert ng enerhiya sa elektrisidad sa magnetikong enerhiya, na naaayon sa nabanggit na nabago na lakas na paggulo mula sa 0V-> 10V) o naglalabas ng enerhiya (binago ang magnetikong enerhiya sa elektrikal na enerhiya, na tumutugma sa nabanggit na suplay ng kuryente mula sa 10V- > Mga pagbabago sa 0V). Kaya't ang pare-pareho na ito ay tinatawag ding pare-pareho ang singil at pagpapalabas ng oras.

Pang-apat, ang impedance ng inductor-inductive reactance

Tulad ng capacitance, impedance ang kinakailangan upang masukat ang pagganap ng inductance sa ilalim ng iba't ibang pagganyak ng dalas. Sa partikular, para sa purong mga inductive circuit, impedance ay inductive reactance.

Ang pormula para sa pagkalkula ng inductance at inductance ay X = 2π * f * L. Kung mas mataas ang dalas, mas malaki ang inductive reactance.

Halimbawa, kung taasan natin ang paggulo ng suplay ng kuryente sa Larawan 2 mula 100Hz hanggang 1KHz, ano ang mangyayari?

Sa circuit na ito, habang tumataas ang dalas, nangangahulugan ito na ang impedance ng inductor ay nagiging mas malaki, kaya mas maraming boltahe ang maaaring maipamahagi sa inductor, at mas mababa ang boltahe na ipinamamahagi sa risistor. Mula sa ibang pananaw, kung ang risistor ay ang pagkarga, hindi ba ito isang step-down circuit?

5. Paghahambing ng inductance at capacitance (pormula)

Listahan natin ang paghahambing ng inductance at capacitance upang matulungan kang matandaan:

(Sa pagtatapos ng buong teksto, ang pormula sa aklat-aralin ay talagang mahalaga)