Beschreiben Schaltung Induktivitäten und Berechnen ihrer magnetischen Energiespeicherung

In Schaltungen, wider Induktivitäten momentanen Stromänderungen und Speicherung magnetischer Energie. Induktivitäten sind elektromagnetische Geräte, die starke Nutzung in Hochfrequenz (RF) Schaltungen finden. Sie dienen als RF # 147-Chokes, # 148- Blockierung von Hochfrequenzsignalen.

Diese Anwendung von Induktionsschaltungen genannt Filterung. Elektronische Filter wählen oder Block je nachdem, was der Benutzer Frequenzen wählt.

Beschreiben Sie eine Induktivität

Im Gegensatz zu Kondensatoren, die elektrostatische Geräte, Induktoren sind elektromagnetische Geräte. Während Kondensatoren sofortige Änderung in der Spannung zu vermeiden, verhindern Induktivitäten eine abrupte Änderung des Stroms. Induktoren sind Drähte in mehreren Schleifen gewickelten Spulen zu bilden. In der Tat sieht der Induktor das Symbol wie eine Drahtspule, wie hier gezeigt.

Strom durch einen Draht fließt, erzeugt ein Magnetfeld, und die magnetischen Feldlinien den Draht entlang seiner Achse umschließen. Die Konzentration oder Dichte der magnetischen Feldlinien ist magnetischen Fluss bezeichnet. Die gewundene Form von Induktoren erhöht den magnetischen Fluss, der auftritt, natürlich, wenn der Strom einen geraden Draht fließt. Je größer der Fluss, desto größer ist die Induktivität.

Wenn Sie eine Schaltung benötigt, die mehr magnetische Energie gespeichert, können Sie auch größere Induktivitätswerte erhalten, indem Eisen in die Drahtspule einsetzen.

Hier ist die Definitionsgleichung für den Induktor:

wo die Induktivität L eine Konstante ist, gemessen in henries (H). Hier ist die gleiche Gleichung in grafischer Form.

Die Abbildung zeigt den i-v Charakteristik eines Induktors, wobei die Steigung der Linie der Wert der Induktivität ist.

Die vorangehende Gleichung besagt, dass die Spannung über den Induktor auf der Zeitänderungsrate des Stromes abhängt. In anderen Worten bedeutet keine Änderung der Drosselstrom keine Spannung über den Induktor. So erstellen Sie Spannung an der Induktivität, Strom muss glatt ändern. Andernfalls würde eine sofortige Änderung in der aktuellen humongous Spannung über den Induktor erstellen.

Denken Sie an Induktivität L als Proportionalitätskonstante, wie ein Widerstand wirkt als Konstante in dem Ohmschen Gesetz. Dieser Begriff des Ohmschen Gesetzes für Induktivitäten (und Kondensatoren) wird nützlich, wenn Sie mit phasors anfangen zu arbeiten.

Um den Strom durch den Induktor in Bezug auf die Spannung auszudrücken, integriert man die vorhergehende Gleichung wie folgt:

Der zweite Term in dieser Gleichung ist der erste Strom durch die Induktivität im Zeitpunkt t = 0.

Finden Sie die Energiespeicher eines attraktiven Induktor

Um die Energie in der Induktivität gespeichert finden, müssen Sie die folgende Leistungs Definition, die auf jedes Gerät gilt:

Der Index L bezeichnet eine Induktivität Gerät. Setzt man die Spannung für eine Induktivität in die Leistungsgleichung gibt Ihnen die folgenden:

Die Energie w_L(T) gespeichert pro Zeiteinheit ist die Macht. die vorhergehende Gleichung Integration gibt Ihnen die Energie, die in einer Induktivität gespeichert:

Die Energiegleichung impliziert, dass die Energie in dem Induktor immer positiv ist. Der Induktor absorbiert Energie von einer Schaltung, wenn Energie zu speichern, und der Induktor die gespeicherte Energie, wenn Energie an die Schaltung zu liefern.

Um die aktuelle und die Energiebeziehung visualisieren hier gezeigt, die den Strom als Funktion der Zeit zeigt, und die Energie in einer Induktivität gespeichert.

Dies zeigt auch, wie man den Strom aus der Induktivität Beziehung zwischen Strom und Spannung zu erhalten.

Berechnen Gesamtinduktivität für serielle und parallele Induktivitäten

verbunden Induktivitäten in Reihe oder parallel geschaltet können zu einer einzigen Induktivität reduziert werden. Werfen Sie einen Blick auf die Schaltung mit drei Serieninduktivitäten im oberen Diagramm dargestellt.

Da die Induktoren in Reihe geschaltet sind, haben sie die gleichen Ströme:

ich₁(T) = i₂(T) = i₃(T) = i (t)

Fügen Sie die Spannungen aus der Serie Induktoren, um die Netzspannung erhalten v (t), wie folgt:

Für eine Reihe Induktivitäten, haben Sie eine äquivalente Induktivität

L_EQ = L₁ + L₂ + L₃

Für eine Parallelschaltung von Induktivitäten, gelten Kirchhoff geltendem Recht (KCL) im unteren Diagramm der Figur. KCL sagt die Summe der Eingangsströme und Ausgangsstrom an einem Knoten gleich 0 ist, geben Sie

Denn Sie haben die gleiche Spannung v (t) über jede der parallelen Induktoren, können Sie die Gleichung umschreiben als

Diese Gleichung zeigt, wie Sie die parallelen Induktoren zu einer einzigen Induktivität zu reduzieren: