Induktorer i AC / DC-kretser forklart

Innlegget forklarer responsen fra induktorer på DC- og vekselstrømsspenninger, så vel som når den brukes med kondensatorer, som ofte brukes som en komplementær del med en induktor.

Induktorens egenskaper

Induktorer er kjent for sin egenskap å lagre elektrisk energi i dem i form av magnetisk energi. Dette skjer når en induktor påføres med en elektrisk strøm inne i en lukket krets.

Induktoren reagerer ved å lagre den elektriske energien i den til den spesielle innledende øyeblikkelige polariteten til strømmen, og frigjør den lagrede energien tilbake i kretsen så snart polariteten til strømmen er reversert eller strømforsyningen er slått AV.

Dette ligner på at en kondensator fungerer, om enn på motsatt måte, siden kondensatorer ikke reagerer på den opprinnelige strømspenningen, men lagrer den gradvis.

Derfor spoler og kondensatorer utfyller hver når de brukes sammen i en elektronisk krets.

Spole med kondensator

En induktor vil i utgangspunktet oppføre seg og produsere en kortslutning over seg selv når den utsettes for en DC, mens den gir en motstridende eller begrensende respons når den brukes med en AC.

Størrelsen på denne motsatte responsen eller kraften til en induktor til en vekselstrøm eller vekselstrøm kalles induktorens reaktans.

Ovennevnte reaktans vil avhenge av størrelsen på frekvensen og strømmen til AC, og vil være direkte proporsjonal med dem.

Induktorer blir vanligvis også kalt som spoler, siden alle induktorer hovedsakelig består av spoler eller sving av ledninger.

Den ovennevnte diskuterte egenskapen til en induktor som i utgangspunktet involverer motstand av øyeblikkelige strømoppføringer over den blir betegnet som induktansen til en induktor.

Denne egenskapen til en induktor har mange potensielle anvendelser i elektroniske kretser, for eksempel for å undertrykke høye frekvenser, undertrykke overspenningsstrømmer, for bucking eller boosting spenninger etc.

På grunn av denne undertrykkende naturen til induktorer kalles disse også 'chokes' som refererer til 'kvelningseffekten' eller undertrykkelsen som disse komponentene skaper for strøm.

Induktorer og kondensatorer i serie

Som angitt i det ovenstående, kan en kondensator og en induktor som er komplementære til hverandre, kobles i serie eller parallell for å oppnå noen svært nyttige effekter.

Effekten refererer spesielt til resonansegenskapene til disse komponentene ved en bestemt frekvens som kan være spesifikk for denne kombinasjonen.

Når de er koblet i serie som vist i figuren nedenfor, resonnerer kombinasjonen med en bestemt frekvens, avhengig av deres verdier, noe som resulterer i å skape en minimumsimpedans over kombinasjonen.

Så lenge resonanspunktet ikke er nådd, gir kombinasjonen en veldig høy impedans over seg selv.

Impedans refererer til den motsatte egenskapen til AC, som ligner på motstanden som gjør det samme, men med DC.

Induktorkondensator i parallell

Når den er koblet parallelt (se figuren nedenfor), er responsen akkurat det motsatte, her blir impedansen uendelig på resonanspunktet, og så lenge dette punktet ikke er nådd, gir kretsen ekstremt lav impedans til følgende strøm.

Nå kan vi forestille oss hvorfor i tankkretsløp blir strømmen over en slik kombinasjon den høyeste og optimale i det øyeblikket et resonanspunkt oppnås.

Induktorsvar for DC-forsyning

Som diskutert i avsnittene ovenfor, når en induktor utsettes for en strøm med en spesiell polaritet, prøver den å motsette seg den mens den lagres inne i induktoren i form av magnetisk energi.

Denne responsen er eksponentiell, noe som betyr at den varierer gradvis med tiden, hvor motstanden til induktoren er maksimal ved begynnelsen av DC-applikasjonen og gradvis reduseres og beveger seg mot null motstand med tiden, og til slutt når null ohm etter en spesifisert tid avhengig av størrelsen av induktansen (direkte proporsjonal).

Ovennevnte respons kan visualiseres gjennom den presenterte grafen nedenfor. Den grønne bølgeformen viser curren (Amp) respons gjennom induktoren når en DC påføres den.

Det kan tydelig sees at strømmen er null gjennom induktoren ved begynnelsen og gradvis øker til maksimumsverdien ettersom den lagrer energien magnetisk.

Den brune linjen indikerer spenningen over induktoren for det samme. Vi kan være vitne til at det er maksimalt ved å slå PÅ øyeblikket, som gradvis dør ned til den laveste verdien i løpet av induktorens energilagring.

Induktorrespons for vekselstrøm

En vekselstrøm eller en vekselstrøm er ikke annet enn en likestrøm som endrer polariteten med en gitt hastighet, også kalt frekvensen.

En induktor vil svare på en AC nøyaktig på den måte som er forklart ovenfor, men siden den ville bli utsatt for en konstant skiftende polaritet ved den gitte frekvensen, vil lagring og frigjøring av elektrisk energi inne i induktoren også tilsvare denne frekvensen, noe som resulterer i motstand den nåværende.

Denne størrelsen eller impedansen kan antas å være gjennomsnittet eller RMS-verdien for denne kontinuerlige gi-og-ta av elektrisk energi over induktoren.

Dermed vil kort sagt responsen fra induktoren til AC være identisk med den for en motstand i en DC-krets.