Den sista artikeln handlar om "perceptuell" för att förstå induktans, och den här artikeln handlar om "rationell" för att förstå induktans. Vi kommer att lista några lärobokformler, medan vi följer traditionen i denna kolumn, lägger in några levande gif-animationer för att hjälpa till att förstå.

1. Induktansenheten

Som framgår av föregående artikel speglar induktans en enhets förmåga att motstå strömförändringar. Denna "konfrontation" återspeglas i den inducerade strömmen och den inducerade elektromotoriska kraften (även kallad: Back EMF) på induktorn.

Induktansenheten är Henry, och symbolen är L. Definitionen av L = 1 Henry är: strömmen förändras med en rytm på 1 ampere per sekund (1A / s). Om spänningen för den inducerade elektromotoriska kraften som genereras på induktorn är 1V är denna induktans 1 Henry.

I radio- och kommunikationsutrustning är den gemensamma induktansenheten nH (nanohenry), som kan hantera strömförändringar på MHz-nivå; i strömförsörjning och strömförsörjningsutrustning är den gemensamma induktansenheten μH (uH, microhenry), som klarar KHz-nivåström Ändring; I ljudutrustning är den gemensamma induktansenheten mH (haoheng), som kan hantera strömförändringar på hundratals Hz till 2KHz.

I processen att motstå strömförändringar åtföljs induktorn av omvandlingen av elektrisk och magnetisk energi. Ju större induktans kapacitet är, desto större energi som kan omvandlas och lagras.

2. Spännings- och strömförändringar på induktorn

Låt oss titta på förhållandet mellan spänningen och strömmen på induktorn: V = -L * di / dt

Denna formel återspeglar att spänningen för den inducerade elektromotoriska kraften på induktorn är relaterad till strömförändringens hastighet.

När det gäller konstant L, ju snabbare strömmen ändras, desto högre genereras den inducerade elektromotoriska spänningen. Speciellt när kretsomkopplaren öppnas eller stängs kan den omedelbara strömförändringen orsaka gnistor på platsen för kretsomkopplaren (gnistan kan genereras endast när luften bryts ner. Spänningen är minst tiotusentals volt. Den momentana spänningen är mycket hög. Kort men inte nödvändigtvis stor i energi).

Vi bygger en krets som består av induktans, motstånd och effekt (periodisk fyrkantvåg), som visas nedan:

En voltmeter är ansluten parallellt till varje enhet för enkel visning av vågformen. I synnerhet, genom spänningen över motståndet, kan strömmen över kretsen uppskattas (Ohms lag). Strömförsörjningen är en periodisk fyrkantvåg på Max 10V, Min 0V och 100Hz.

Låt oss ta en titt på spännings- och strömvågformsförändringarna på induktorn:

Bland dem representerar den gröna vågformen spänningsförändringen i strömförsörjningen; den gula vågformen representerar induktansspänningsförändringen; den blå vågformen representerar motståndsspänningsförändringen och återspeglar också strömförändringen på hela kretsen.

När strömförsörjningen ändras från 0V-> 10V genererar induktansspänningen en positiv puls (spännings plötslig förändring), polariteten hos denna puls är motsatt polariteten hos strömförsörjningsspänningen. Eftersom induktansspänningen försvagar effekten av matningsspänningen ökar inte strömmen plötsligt. Strömmen i hela kretsen startar från 0A och stiger gradvis (strömmen kan inte förändras plötsligt) tills den når ett stadigt tillstånd.

När strömförsörjningen ändras från 10V-> 0V genererar induktansspänningen en negativ puls (spännings plötslig förändring), polariteten hos denna puls är densamma som polariteten på strömförsörjningsspänningen. Eftersom induktansspänningen fortsätter att påverka strömförsörjningsspänningen minskar inte strömmen plötsligt. Strömmen i hela kretsen börjar från 1A (10V / 10Ω) och minskar gradvis (strömmen kan inte förändras plötsligt) tills den når ett stadigt tillstånd.

Detta överensstämmer med vad vi sa i föregående artikel att induktans är en tröghetsanordning inom elektromagnetikområdet. Den tycker inte om att strömmen förändras och använder alltid sin egen energi för att upprätthålla strömens ursprungliga tillstånd.

Observera att det inte finns några kopplingsanordningar som medvetet placeras i denna krets, även om strömförsörjningsspänningen är minst 0V, är hela kretsen påslagen. Men om du sätter en strömbrytare i kretsen, är situationen när strömbrytaren är avstängd från situationen när strömförsörjningen är 0V, vi kommer att analysera den senare. Du kan föreställa dig att induktorn fungerar som en tröghetsanordning med ström. Om kretsen plötsligt kopplas bort och strömmen inte har någon slinga, vad händer?

För det tredje induktansens tidskonstant

I LR-kretsen, som svar på externa excitation (DC) förändringar, krävs det en viss process för induktansspänning och ström att nå ett stabilt tillstånd, och dess vågform överensstämmer med den exponentiella förändringen:

Tidskonstanten τ = L / R. Efter 5 τ tenderar spänningen och strömmen hos induktorn att vara stabil, speciellt för DC, vid denna tidpunkt är induktorn ekvivalent med en kortslutning och strömmen når det maximala Imax = V / R.

I processen för att nå ett stabilt tillstånd lagrar induktorn också energi (omvandlar elektrisk energi till magnetisk energi, motsvarande ovannämnda excitationseffektförändring från 0V-> 10V) eller frigör energi (omvandlar magnetisk energi till elektrisk energi, motsvarande ovannämnda excitationseffekt från 10V- > 0V förändringar). Så denna konstant kallas också laddnings- och urladdningstidskonstanten.

För det fjärde impedansen för den induktiva induktiva reaktansen

Liksom kapacitans behövs impedans för att mäta induktansprestanda vid olika frekvens excitering, särskilt för rena induktiva kretsar är impedans induktiv reaktans.

Formeln för beräkning av induktans och induktans är X = 2π * f * L. Ju högre frekvens, desto större är den induktiva reaktansen.

Om vi ​​till exempel ökar strömförsörjningen i figur 2 från 100Hz till 1KHz, vad händer?

I denna krets, när frekvensen ökar, betyder det att induktans impedans blir större, så att mer spänning kan fördelas till induktorn och mindre spänning fördelas till motståndet. Ur ett annat perspektiv, om ett motstånd är en belastning, är det inte en nedgångskrets?

5. Jämförelse av induktans och kapacitans (formel)

Låt oss lista jämförelsen mellan induktans och kapacitans så att du kommer ihåg:

(Efter hela texten är formeln i läroboken väldigt viktig)