Razloženi induktorji v AC / DC tokokrogih

Prispevek pojasnjuje odziv induktorjev na enosmerne in izmenične napetosti, pa tudi pri uporabi s kondenzatorji, ki se pogosto uporablja kot dopolnilni del induktorja.

Lastnosti induktorja

Induktorji so znani po svoji lastnosti, da v njih shranjujejo električno energijo v obliki magnetne energije. To se zgodi, kadar se induktor uporablja z električnim tokom znotraj zaprtega kroga.

Induktor se odzove tako, da v sebi shrani električno energijo do določene začetne trenutne polarnosti toka in sprosti shranjeno energijo nazaj v vezje, takoj ko je polarnost toka obrnjena ali če je napajanje izklopljeno.

To je podobno kot kondenzator, ki deluje, čeprav obratno, saj se kondenzatorji ne odzovejo na začetni tok, temveč ga shranjujejo postopoma.

Zato se induktorji in kondenzatorji dopolnjujejo, če se uporabljajo skupaj v elektronskem vezju.

Induktor s kondenzatorjem

Induktor se bo v bistvu obnašal in povzročil kratek položaj, če bo izpostavljen enosmernemu toku, medtem ko bo pri uporabi z izmeničnim tokom ponudil nasprotujoč si ali omejevalni odziv.

Velikost tega nasprotnega odziva ali sile induktorja na izmenični ali izmenični tok se imenuje reaktanca induktorja.

Zgornja reaktanca je odvisna od velikosti frekvence in toka izmeničnega toka in bo neposredno sorazmerna z njimi.

Induktorji so običajno imenovani tudi kot tuljave, saj so vsi induktorji večinoma sestavljeni iz tuljav ali zavojev žic.

Zgoraj omenjena lastnost induktorja, ki v osnovi vključuje nasprotovanje trenutnih tokovnih vstopov na njej, se imenuje induktivnost induktorja.

Ta lastnost induktorja ima veliko potencialnih aplikacij v elektronskih vezjih, na primer za zatiranje visokih frekvenc, zatiranje prenapetostnih tokov, za dviganje napetosti itd.

Zaradi te dušilne narave induktorjev se imenujejo tudi 'dušilke', kar pomeni učinek 'dušenja' ali dušenje, ki ga te komponente ustvarjajo za elektriko.

Induktorji in kondenzatorji v seriji

Kot je navedeno zgoraj, lahko kondenzator in induktor, ki se medsebojno dopolnjujeta, priključimo zaporedno ali vzporedno, da dobimo zelo koristne učinke.

Učinek se zlasti nanaša na resonančno značilnost teh komponent pri določeni frekvenci, ki je lahko značilna za to kombinacijo.

Ko je zaporedno povezan, kot je prikazano na spodnji sliki, kombinacija odzvanja s posebno frekvenco, odvisno od njihovih vrednosti, kar povzroči ustvarjanje minimalne impedance v celotni kombinaciji.

Dokler resonančna točka ni dosežena, ima kombinacija zelo visoko impedanco.

Impedanca se nanaša na nasprotno lastnost AC, podobno kot upor, ki deluje enako, vendar z enosmernim tokom.

Induktorski kondenzator vzporedno

Ko je vzporedno priključen (glej sliko spodaj), je odziv ravno nasproten, tu postane impedanca neskončna na resonančni točki in dokler ta točka ni dosežena, vezje ponuja izredno nizko impedanco na naslednji tok.

Zdaj si lahko predstavljamo, zakaj v tokokrogih rezervoarjev tok v takšni kombinaciji postane najvišji in najboljši v trenutku, ko je dosežena resonančna točka.

Odziv induktorjev za napajanje z enosmernim tokom

Kot je razloženo v zgornjih oddelkih, ko je induktor izpostavljen toku s posebno polarnostjo, mu poskuša nasprotovati, medtem ko je v obliki magnetne energije shranjen znotraj induktorja.

Ta odziv je eksponencialen, kar pomeni, da se postopoma spreminja s časom, med katerim je upor induktorja največji ob začetku uporabe enosmernega toka in se sčasoma postopoma zmanjšuje in premakne proti ničelnemu uporu, sčasoma pa doseže nič ohm po določenem času, odvisno od velikosti induktivnosti (neposredno sorazmerna).

Zgornji odziv si lahko predstavimo s predstavljenim spodnjim grafom. Zelena valovna oblika prikazuje odziv toka (Amp) skozi induktor, ko je nanj nanesen enosmerni tok.

Jasno je razvidno, da je tok skozi induktor na začetku enak nič in postopoma narašča na največjo vrednost, ko energijo shranjuje magnetno.

Rjava črta označuje napetost na induktorju za isto. Najvišji smo lahko v trenutku vklopa stikala, ki se med shranjevanjem energije induktorja postopoma zmanjša na najnižjo vrednost.

Odziv induktorja za izmenične napetosti

AC ali izmenični tok ni nič drugega kot enosmerni tok, ki spreminja svojo polarnost z določeno hitrostjo, imenovano tudi frekvenca.

Induktor se bo odzval na izmenični tok natančno na zgoraj pojasnjeni način, ker pa bi bil podvržen nenehno spreminjajoči se polarnosti pri dani frekvenci, bo shranjevanje in sproščanje električne energije znotraj induktorja ustrezalo tej frekvenci, kar bo povzročilo nasprotovanje trenutno.

Za to velikost ali impedanco lahko štejemo, da je povprečna ali efektivna vrednost tega neprekinjenega oddajanja in sprejemanja električne energije skozi induktor.

Tako bi bil na kratko odziv induktorja na izmenični tok enak odzivu upora v enosmernem tokokrogu.