Описание индукторов в цепях переменного / постоянного тока

В сообщении объясняется реакция катушек индуктивности на постоянное и переменное напряжение, а также при использовании конденсаторов, которые часто используются в качестве дополнения к катушке индуктивности.

Свойства индуктора

Индукторы известны своим свойством накапливать в них электрическую энергию в виде магнитной энергии. Это происходит, когда на катушку индуктивности подается электрический ток внутри замкнутой цепи.

Катушка индуктивности отвечает, накапливая в ней электрическую энергию с определенной начальной мгновенной полярностью тока, и высвобождает накопленную энергию обратно в цепь, как только полярность тока меняется на противоположную или электрическое питание отключается.

Это похоже на работу конденсатора, хотя и наоборот, поскольку конденсаторы не реагируют на начальный скачок тока, а накапливают его постепенно.

Следовательно, катушки индуктивности и конденсаторы дополняют друг друга, когда используются вместе в электронной схеме.

Индуктор с конденсатором

Катушка индуктивности в основном ведет себя и производит короткое замыкание при воздействии постоянного тока, в то время как при воздействии переменного тока обеспечивает обратную или ограничивающую реакцию.

Величина этой противоположной реакции или силы индуктора на переменный или переменный ток называется реактивным сопротивлением катушки индуктивности.

Вышеуказанное реактивное сопротивление будет зависеть от величины частоты и тока переменного тока и будет прямо им пропорционально.

Катушки индуктивности также называют катушками, поскольку все катушки индуктивности в основном состоят из катушек или витков проводов.

Обсуждаемое выше свойство катушки индуктивности, которое в основном включает противодействие мгновенным токам, вводимым через нее, называется индуктивностью катушки индуктивности.

Это свойство индуктора имеет множество потенциальных применений в электронных схемах, например, для подавления высоких частот, подавления импульсных токов, для понижения или повышения напряжения и т. Д.

Из-за этой подавляющей природы индукторов их также называют «дросселями», что означает «дросселирование» или подавление электричества, создаваемое этими компонентами.

Последовательные индукторы и конденсаторы

Как указано выше, конденсатор и катушка индуктивности, которые дополняют друг друга, могут быть подключены последовательно или параллельно для получения некоторых очень полезных эффектов.

Эффект, в частности, относится к резонирующей способности этих компонентов на определенной частоте, которая может быть специфической для этой комбинации.

При последовательном подключении, как показано на рисунке ниже, комбинация резонирует на определенной частоте в зависимости от их значений, что приводит к созданию минимального импеданса в комбинации.

Пока не достигается резонансная точка, комбинация имеет очень высокий импеданс.

Импеданс относится к свойствам, противоположным переменному току, аналогично сопротивлению, которое делает то же самое, но с постоянным током.

Конденсатор индуктивности параллельно

При параллельном подключении (см. Рисунок ниже) отклик прямо противоположный, здесь импеданс становится бесконечным в резонансной точке, и до тех пор, пока эта точка не достигнута, цепь обеспечивает чрезвычайно низкий импеданс для следующего тока.

Теперь мы можем представить, почему в контурах резервуара ток через такую ​​комбинацию становится самым высоким и оптимальным в момент достижения резонансной точки.

Реакция индуктивности на источник постоянного тока

Как обсуждалось в предыдущих разделах, когда индуктор подвергается воздействию тока определенной полярности, он пытается противодействовать ему, пока он сохраняется внутри индуктора в виде магнитной энергии.

Этот отклик является экспоненциальным, что означает постепенное изменение со временем, в течение которого сопротивление катушки индуктивности является максимальным в начале приложения постоянного тока и постепенно уменьшается и со временем приближается к нулевому сопротивлению, в конечном итоге достигая нулевого сопротивления через определенное время в зависимости от величины индуктивности (прямо пропорционально).

Вышеуказанный ответ можно визуализировать с помощью представленного ниже графика. Зеленая осциллограмма показывает отклик тока (ампер) через катушку индуктивности при приложении к ней постоянного тока.

Хорошо видно, что ток через индуктор в начале равен нулю и постепенно увеличивается до максимального значения, поскольку он сохраняет энергию магнитным способом.

Коричневая линия показывает напряжение на катушке индуктивности того же самого. Мы можем наблюдать его максимальное значение в момент включения, которое постепенно снижается до самого низкого значения в процессе накопления энергии индуктора.

Реакция индуктора на переменное напряжение

Переменный или переменный ток - это не что иное, как постоянный ток, меняющий полярность с некоторой заданной скоростью, также называемой частотой.

Катушка индуктивности будет реагировать на переменный ток точно так, как описано выше, однако, поскольку она будет подвергаться постоянно изменяющейся полярности на данной частоте, накопление и высвобождение электрической энергии внутри индуктора также будет соответствовать этой частоте, что приведет к противодействию электрический ток.

Эта величина или импеданс может быть принята как среднее или среднеквадратичное значение этой непрерывной отдачи электрической энергии через индуктор.

Таким образом, отклик катушки индуктивности на переменный ток будет идентичен отклику резистора в цепи постоянного тока.