İndüktörler Hakkında Sorular

Bu yüzden hala elektronikte yeniyim ve Boost Dönüştürücüler'e ve sadece (güç kaynaklarını ve farklı türleri öğrenmek) ... indüktörleri açıklamaya başladım. Söylemeye gerek yok, biraz içeri girdi. Endüktörler böyle basit bir bileşen için oldukça karmaşık görünüyor.

1. Sadece bu kadar düzüm var, indüktörler akımdaki değişime direniyor, bu yüzden akım düşüyorsa, Lenz yasasına göre bunu denemek ve telafi etmek için daha yüksek bir voltaj "oluşturacak". (Bu doğru mu? .... bunun nasıl olduğunu bilen var mı?). Bu voltajı oluştururken akım düşürülüyor mu yoksa daha hızlı mı boşaltılıyor?

2. Bunun gibi bir şemada:

   

   Diyotun orada olmadığını varsayalım. Ne olurdu? İndüktör gidecek hiçbir yer kalmayacak mı? Havada dağılacak mı? In Wiki makalesinde buna sonraki tele elektrik atlaması söyledi. Ne kadar yaylanabileceğine dair bir sınır var mı?

3. Bir indüktörün ne kadar enerji depolayabileceğini ne belirler? Dönüş sayısı? Veya indüktörün boyutu gerçekte depolamanın "hızı" kadar önemli midir?

4. İlgisiz Sıralama, ancak nasıl çalıştıklarını görmek için onlarla yapabileceğim "havalı" deneyler var mı? Ben youtube bu bir gördüm aslında o sadece açar ve kapatır bir anahtarı vardır ve gerilim süper yüksek atlama görebilirsiniz. Bu bir boost dönüştürücü nasıl çalıştığını varsayarak Im.

Birden fazla soru için üzgünüm, sadece indüktörlerin büyüsünü kavramaya çalışıyor. Çok basit görünüyorlar (bir tel bobin) ama çok çılgın şeyler yapıyorlar.

Evet, bir kondansatör voltaj değişikliklerine karşı konduğu gibi, bir indüktör sortof akım değişikliklerine direnir. Aslında, indüktörler ve kapasitörler birbirlerinin akım / gerilim aynalarıdır. Devrelerdeki indüktörleri düşünmeyi sevdiğim şey, akıma atalet vermeleridir. Elbette değiller, ama yararlı bir kavramsallaştırma tekniği gibi görünüyor.

Diyotsuz şematikte, her şey 0'da başlar ve anahtar kapatılırsa, akım Vs / R'ye karşı üstel bir bozulma olacaktır. Başlangıçta tüm voltaj indüktöre karşıdır ve sabit durumda buna karşı 0 voltaj vardır.

Anahtar açıldığında ilginç şeyler olur. Herhangi bir durumda, indüktör mevcut sabitini koruyacaktır. Bu, anahtarın açıldığı örneği içerir. Diyot olmadan, akım için belirgin bir yol yoktur. Endüktör voltajı, akımı içinden koruyan her şeye yükselecektir.

Mekanik bir anahtar iki iletkenin birbirine dokunmasıyla çalışır. Anahtar açıldığında iletkenler birbirinden uzaklaşır. Bu anında gerçekleşemez, bu yüzden anahtar ilk olarak akımı akımla durdurmaya çalıştığında, kontaklar birbirine çok yakın olacaktır. Arkın aşırı çalışmasına neden olacak fazla voltaj almaz. Ark başlatıldığında, kontaklar arasındaki gaz yüksek iletkenliğe sahip bir plazma haline gelir. Bu nedenle, kontaklar birbirinden uzaklaştıkça ark bir süre devam edebilir. Bu süre boyunca, anahtarın karşısındaki voltaj sıfır değildir, bu nedenle indüktör akımı azalır. Kontaklar daha da uzaklaştıkça, ark voltajı artar ve indüktör akımını daha hızlı azaltır.

Sonunda akım, arkı koruyamayacak kadar düşüktür ve anahtar sonunda gerçek olarak açılır. Bu noktada indüktörde çok az enerji kalmıştır. Bu akımın gidebileceği tek yer, indüktör ve devrenin diğer kısımları arasındaki kaçınılmaz parazitik kapasitanstır. Evrendeki her iki iletkenin aralarında sıfır olmayan bir kapasitans vardır. Bu kapasitans küçüktür ve bu nedenle voltaj hızla yükselecektir. Bu aynı zamanda indüktördeki akımı hızla azaltır. Sonunda, kapasitans üzerindeki voltajın aslında indüktör akımını başka bir şekilde itmeye başladığı bir zirveye ulaşılır. Mükemmel bir sistemde, kapasitans üzerindeki tüm enerji akım olarak indüktöre aktarılacaktır, ancak bu sefer ters yönde olacaktır. Daha sonra kapasitansı tekrar ters yönde şarj eder ve tüm döngü süresiz olarak tekrarlanır. Gerçek dünyada bir miktar kayıp vardır, bu nedenle indüktör ve kapasitans arasında ileri geri söküldüğü için enerji kaybolduğundan, her bir ileri geri salınım genlikte biraz daha düşük olacaktır. Zamanın bir fonksiyonu olarak çizilen voltaj (osiloskopun yaptığı gibi), Vs.'ye karşı katlanarak genliği azalan bir sinüs dalgası gösterecektir.

(1) Evet, indüktörler elektron akışındaki değişime direnir. Lenz yasası, Maxwell yasaları ve herhangi bir elektronik ders kitabındaki veya fizik ders kitabındaki denklemler a b c d e , Ohm yasası gibi, akım, gerilim, endüktans, manyetik alan kuvveti vb. Arasındaki ilişkiyi hesaplamak için harika çalışır. akım, gerilim ve direnç arasındaki ilişki.

Bu ders kitaplarından herhangi biri size söyleyeceği gibi, herhangi bir kısa süreli dt için, bir indüktörden geçen akım değişikliği çok küçük olacaktır (di) ve tam olarak şu şekilde hesaplanabilir

di = v dt / L

burada v, bu kısa süre boyunca indüktör boyunca ortalama voltaj ve L indüktanstır.

İndüktör üzerindeki ters voltaj ne kadar büyük olursa, akım o kadar hızlı düşer.

(Bu, indüktör üzerindeki voltajı, üzerine bir pil koyarak belirli bir voltaj olmaya zorlayıp zorlamadığımız veya indüktör boyunca bir miktar yük direncimiz olup olmadığı ve voltajın bir şekilde indüktörün kendisinden kaynaklanıp kaynaklanmadığı hala doğrudur).

Bir indüktöre bir voltaj uyguladığımızda, akım yavaş yavaş yükselir ve enerji indüktöre girer ve indüktörün içinde ve dışında yükselen bir manyetik alanda depolanır.

İndüktörü güç kaynağından ayırdığımızda, indüktörün uçları arasında bir miktar direnç bırakarak, akım yavaşça düşer. Bu arada, enerji gizemli, görünmez manyetik alandan (g) ve indüktöre bağlı olan her şeye gelir.

(2) Olin mükemmel bir cevap veriyor.

(3) Bu ders kitaplarından herhangi birinin size söylediği gibi, herhangi bir anda bir indüktörde depolanan enerji

e = (1/2) L i ^ 2,

burada i o andaki akımdır. Bu enerji (manyetik alan enerjisi), akımı 0'dan aynı seviyeye yükseltmek için gereken süre boyunca bu indüktöre bağlı bir aküden (hangi voltajın önemli olmadığı) ortaya çıkacak elektrik enerjisi miktarı ile aynıdır. ben.

Herhangi bir fiziksel indüktörde (bu yüzden bize sabit L verilir), o indüktörde depolayabileceğim enerji miktarı genellikle bu indüktörün maksimum akım değeri ile sınırlıdır. Yüksek güçlü endüktörler genellikle daha kalın kablolar ve kablolardan ısıyı çıkarmanın daha iyi yollarını kullanır, ancak akım oranını aşmak bu kabloların erimesine ve bozulmasına neden olur. Bu maksimum enerji oranıdır, maksimum güç oranı değildir - birçok tasarımcı , daha fazla güç elde etmek için indüktörleri (ve aynı nedenlerle transformatörleri) enerji ile doldurur ve daha sonra saniyede binlerce veya milyonlarca kez boşaltır. sistemi saniyede 60 kez yaptıklarından daha fazla.

O'skopları indüktörlü devrelerde neler olup bittiğini "görmek" için mükemmel buluyorum. Belki de Roman Black + 5v ila + 13v boost Converter gibi bir çeşit anahtar modu voltaj regülatörü inşa etmenin keyfini çıkarabilirsiniz .

Bu çok ilginç bir soru. Sadece açıklama için, onu yeniden yazacağım. Sıfır olmayan akım, sıfır kapasitans ve omik bileşenler ile ideal endüktans için, DC yolu kayıpsız anahtarla yok edildiğinde ne olur? Termal dağılma yok, zil çalmasına izin yok, DC yok, çünkü anahtar yok. Enerji tasarrufu yasası tamamen yerine getirilmelidir.

İdeal olan her şeyde bile, akımın vakum yoluyla bile akmaya devam etmesini sağlayacak fiziksel olarak ölçülebilir bir boşluk olduğunu kesinlikle anlıyorum. Peki ya vakum mükemmel bir yalıtkan ise?

Gerçek bir doğru cevap yoktur, çünkü aritmetik sonsuzluklar ve sıfır yayılma süreleri, sonsuz ışık hızı vb. Yardımcı olmaz.

Ancak, tüm soyutlama hala malzeme yükü partiküllerinin katılmasına izin veriyorsa, iletken elektronötriteyi ihlal edecek ve iletkenlerden uzakta bir eylemsizlikle hareket etmeye devam edecek olan elektron bulutunu kaybedecektir. Manyetik alan kısa bir süre toroid olmaktan silindire dönüşecek, daha sonra culon kuvveti parçacıkları iletkene geri döndürecektir. Sonsuza kadar tekrarlamak, çınlayacak, ancak bobin gövdesinin hacimsel (veya elektrostatik olarak) kapasitansıyla (parazit kapasitans değil) olacaktır.

Hmm. Hala ideal olmayan bir problem. Tel sonsuz bir şeyse, o zaman kapasitans yoktur, frekans sonsuzdur, gamadan daha yüksek olacaktır. Tekrardan büyük bir patlama gibi ama sınırlı toplam enerjiyle.

Cevap : İdeal olan her şeyde manyetik nabzın ürettiği Dirac Delta Fonksiyonu , 1'in integrali ile sonsuz yüksek ve sonsuz dar nabız (veya başlangıçtaki toplam enerjiye bağlı olarak herhangi bir özel integral) olacaktır.

En yakın pratik cihaz Los Alamos'ta incelenmiştir http://en.wikipedia.org/wiki/Explosively_pumped_flux_compression_generator