Son makale, endüktansı anlamak için "algısal" hakkındadır ve bu makale, endüktansı anlamak için "rasyonel" hakkındadır. Bu sütunun geleneğine bağlı kalarak, bazı ders kitabı formüllerini listeleyeceğiz, anlamaya yardımcı olacak bazı canlı gif animasyonları koyacağız.

1. Endüktans birimi

Önceki makaleden görülebileceği gibi, endüktans, bir cihazın mevcut değişikliklere direnme yeteneğini yansıtır. Bu "yüzleşme" indüktör üzerinde indüklenen akım ve indüklenen elektromotor kuvvetinde (geri EMF olarak da adlandırılır) yansıtılır.

Endüktans birimi Henry'dir ve sembol L'dir. L = 1 Henry'nin tanımı şöyledir: saniyede 1 amperlik bir ritimde akım değişir (1A / s) Endüktör üzerinde üretilen indüklenen elektromotor kuvvetinin voltajı 1V ise, bu endüktans 1 Henry'dir.

Radyo ve iletişim ekipmanında, ortak endüktans birimi, MHz düzeyinde akım değişiklikleriyle başa çıkabilen nH'dir (nanohenry); güç kaynakları ve güç kaynağı ekipmanında, ortak endüktans birimi, KHz düzeyinde akımla başa çıkan μH'dir (uH, mikrohenry). Değişim; Ses ekipmanında ortak endüktans birimi mH (haoheng) olup, yüzlerce Hz'den 2KHz'ye kadar olan akım değişiklikleri ile başa çıkabilir.

Akım değişikliklerine direnme sürecinde, indüktöre elektrik ve manyetik enerjinin dönüşümü eşlik eder, indüktörün kapasitesi ne kadar büyükse, dönüştürülebilen ve depolanabilen enerji o kadar büyük olur.

2. İndüktördeki voltaj ve akım değişiklikleri

İndüktör üzerindeki voltaj ve akım arasındaki ilişkiye bir göz atalım: V = -L * di / dt

Bu formül, indüktör üzerindeki indüklenen elektromotor kuvvetinin voltajının akım değişiminin hızıyla ilişkili olduğunu yansıtır.

Sabit bir L durumunda, akım ne kadar hızlı değişirse, üretilen indüklenen elektromotor kuvvet voltajı o kadar yüksek olur. Özellikle devre anahtarı açıldığında veya kapatıldığında, akımın ani değişimi, devre anahtarı yerinde kıvılcım oluşmasına neden olabilir (kıvılcım ancak hava kesildiğinde üretilebilir. Voltaj en az onbinlerce volttur.Anlık voltaj çok yüksektir. Kısa, ancak enerji açısından mutlaka büyük değil).

Aşağıda gösterildiği gibi endüktans, direnç ve güçten (periyodik kare dalga) oluşan bir devre oluşturuyoruz:

Dalga formunun kolay görüntülenmesi için her cihaza paralel olarak bir voltmetre bağlanır. Özellikle, direnç üzerindeki voltaj aracılığıyla, devre boyunca akım tahmin edilebilir (Ohm kanunu). Güç kaynağı, Max 10V, Min 0V ve 100Hz'lik periyodik bir kare dalgadır.

İndüktördeki voltaj ve akım dalga formu değişikliklerine bir göz atalım:

Bunlar arasında, yeşil dalga formu güç kaynağı voltajındaki değişimi temsil eder; sarı dalga formu indüktör voltaj değişimini temsil eder; mavi dalga formu direnç voltajı değişimini temsil eder ve ayrıca tüm devre üzerindeki akım değişikliğini yansıtır.

Güç kaynağı 0V-> 10V arasında değiştiğinde, indüktörün voltajı pozitif bir darbe oluşturur (voltaj ani değişimi), bu darbenin polaritesi, güç kaynağı voltajının polaritesinin tersidir. Endüktör voltajı güç kaynağı voltajının etkisini zayıflattığı için akım aniden artmaz.Tüm devrenin akımı 0A'dan başlar ve kararlı bir duruma gelene kadar kademeli olarak yükselir (akım aniden değişemez).

Güç kaynağı 10V-> 0V'den değiştiğinde, indüktörün voltajı negatif bir darbe oluşturur (voltaj ani değişimi), bu darbenin polaritesi, güç kaynağı voltajının polaritesiyle aynıdır. Endüktör voltajı güç kaynağı voltajının etkisini sürdürdüğü için akım aniden azalmaz.Tüm devrenin akımı 1A'dan (10V / 10Ω) başlar ve kararlı bir duruma gelene kadar kademeli olarak azalır (akım aniden değiştirilemez).

Bu, bir önceki yazıda bahsettiğimiz gibi, indüktansın elektromanyetik alanında bir eylemsizlik cihazı olduğunu söylediğimiz gibi Akımın değişmesini sevmez ve akımın orijinal durumunu korumak için her zaman kendi enerjisini kullanır.

Güç kaynağı voltajı en az 0V olsa bile, bu devreye kasıtlı olarak yerleştirilmiş hiçbir anahtarlama cihazı olmadığını, tüm devrenin açık olduğunu unutmayın. Ancak devreye bir anahtar koyarsanız, anahtarın kapalı olduğu durum, güç kaynağının 0V olduğu durumdan farklıdır, daha sonra analiz edeceğiz. İndüktörün bir eylemsizlik aygıtı gibi davrandığını hayal edebilirsiniz Devrenin aniden bağlantısı kesilirse ve akımda döngü yoksa ne olur?

Üçüncüsü, endüktansın zaman sabiti

LR devresinde, harici uyarma (DC) değişikliklerine yanıt olarak, indüktörün voltajının ve akımının kararlı bir duruma gelmesi için belirli bir işlem gerekir ve dalga şekli üstel değişime uyar:

Zaman sabiti τ = L / R. 5 τ'den sonra, indüktörün voltajı ve akımı, özellikle DC için kararlı olma eğilimindedir, bu sırada indüktör bir kısa devreye eşdeğerdir ve akım maksimum Imax = V / R'ye ulaşır.

Kararlı bir duruma ulaşma sürecinde, indüktör aynı zamanda enerji depoluyor (elektrik enerjisini manyetik enerjiye dönüştürüyor, yukarıda bahsedilen uyarma gücü değişikliğine karşılık gelen 0V-> 10V) veya enerji salıyor (manyetik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürerek, 10V'dan yukarıda bahsedilen uyarma gücüne karşılık geliyor) > 0V değişiklikleri). Dolayısıyla bu sabite, şarj ve deşarj süresi sabiti de denir.

Dördüncü olarak, indüktör endüktif reaktansın empedansı

Kapasitans gibi, farklı frekans uyarımı altında endüktansın performansını ölçmek için empedans gereklidir.Özellikle, saf endüktif devreler için, empedans endüktif reaktanstır.

Endüktans ve endüktansı hesaplamak için formül X = 2π * f * L'dir. Frekans ne kadar yüksekse, endüktif reaktans o kadar büyük olur.

Örneğin, Şekil 2'deki güç kaynağı uyarımını 100 Hz'den 1 KHz'ye yükseltirsek ne olur?

Bu devrede, frekans arttıkça, indüktörün empedansının büyüdüğü, böylece indüktöre daha fazla voltaj dağıtılabileceği ve dirence daha az voltaj dağıtıldığı anlamına gelir. Başka bir perspektiften, eğer direnç yükse, bir aşağı inme devresi değil mi?

5. Endüktans ve kapasitansın karşılaştırılması (formül)

Hatırlamanıza yardımcı olması için endüktans ve kapasitans karşılaştırmasını listeleyelim:

(Tam metnin sonunda ders kitabındaki formül gerçekten önemlidir)