Bir indüktörde voltaj neden her zaman akımı 90 derece yönlendirir?

24

Bir indüktör voltajında 90 derece akım verdiğini öğrendim. Ancak, neden 90 derece olduğunu tam olarak anlamadım.

Bunun neden olduğu hakkında daha fazla bilgi edinmek için her yere bakıyorum. Ancak, bulduğum bütün kaynaklar sadece kuralı ifade ediyor.

ac inductor lead

— Roo
kaynak

47

Gerçekte akımın, voltajın zaman integrali olması veya voltajın akımın türevi olmasıdır. Akım bir sinüs ise, voltaj bir kosinüstür, çünkü o bir sinüsün türevidir.

Sinüsoitlerin türevleri ve integralleri çalışma şekli, her biri ¼ döngü veya 90 °, faz bir sonrakiden kaydırılır.

— Olin Lathrop
kaynak

12

@Roo, ayrıca not: Sadece bir saf sinüs dalga frekansı için çalışır. İndüktörler lineer cihazlardır: Sinyali saf sinüzoidal bileşenlere ayrıştırıp ardından her bir bileşeni ayrı ayrı analiz ederek keyfi bir periyodik sürüş sinyali için davranışı analiz edersiniz. 90 ° kayması tüm sinyal için geçerli değildir, daha doğrusu bileşenin kendi frekansındaki her bir bileşen için geçerlidir .

— Solomon Yavaş

12 yaşındayken akım / gerilim gecikmesi / öncülüğünü öğrendim ve sinüs ve kosinüs fikrini anladım, ancak türev ve integralleri bilmeden 12 yaşına kadar bunu açıklamanın bir yolu olabilirdi. Hangisini habersizdim?

— mickeyf_supports_Monica

@mickeyf kabul edilebilir miktarda el sallayarak ve yalan söylenen çocuklara, 12 yaşında bir çocuğa sinüs ve kosinüs fikrini ve şu anki durumla ilişkisini “alan” öğretebileceğime eminim. türev ve integraller hakkında yeterince bilgi veren voltaj. Ben kendim önce (16'da, kuşkusuz ki) ilk önce öğretmenin kursun başında kinematiğin türevlerini takip edebilmemiz için 15 dakika ayırdığı bir fizik dersinde öğrendim. Açıktı ve gerçek matematik dersimde ortaya çıktığında, gerçek şeyi daha kolay anladım.

— KRyan

5

+1. EE tipleri liderlik / izlemeden bahsettikleri zaman gerçekten 90 ° 'ye gelince bu beni deli ediyor. Gerçekten de saf bir nominal frekans sinüs dalgası olmadığında, kafa karıştırıcıdır ve 90 ° kaçınılmaz olarak, gerçekte olduğu gibi değil, nominal frekansta (örneğin 50 veya 60 Hz) çeyrek dönemlik bir zaman kayması ile karıştırılır.

— R. ..

7

Sonuç olarak , indüktörün temel denklemidir ve denklem herhangi bir elektriksel durumda geçerlidir: -

V = L \frac{d ben}{d t}

$V = L\dfrac{di}{dt}$

Eğer akım bir sinüs dalgasıysa sinüsün kosinüsü: -

Bu nedenle voltaj 90 derece akıma neden olur. Ancak bunun yalnızca AC sinyal analizi için geçerli olduğunu unutmayın. Örneğin, bir indüktöre adım voltajı uygularsanız, akım zamanla doğrusal olarak yükselir, çünkü: -

\frac{d ben}{d t} = \frac{V}{L}

$\dfrac{di}{dt} = \dfrac{V}{L}$

Temel denklem hem AC hem de geçici olayları tanımlar.

— Andy aka
kaynak

6

Ayrıca, jwL'li ideal bir indüktör, gerçek bir direnç göstermeyen pozitif bir hayali kısma sahiptir. Böylece açı 90 ° dönecek.

— Hermelin
kaynak

Görselleştirmek için şaşırtıcı derecede basit bir yol.

— Mad Physicist

6

90 derece faz kayması (sinüs dalgaları için) sadece ideal bir kayıpsız bobin için geçerlidir. Uygulamada her zaman oyunda direnç vardır: tel ve derinin etkisinin seri direnci ve tel ve diğer yakın iletkenlerdeki çekirdek kayıpları ve girdap akımları nedeniyle paralel direnç. Faz kayması 90 dereceden az olacaktır. Aşırı durumda, özel ferrit boncukların çekirdek kayıpları yüksek frekanslar için direnç görevi görecek kadar yüksektir.

Paralel kapasitans da vardır, bu nedenle frekansı artırırsanız kombinasyon paralel rezonanstan (= yüksek empedans) geçer ve -90 dereceye doğru giden bir faz kayması ile kapasitif hale gelir. Oh, ve sonra yakındaki diğer indüktörlerle manyetik bağlantı var ...

Asla bir bobinin sadece bir bobin olduğunu varsaymayın.

— StessenJ
kaynak

2

Akım ve gerilim aynı fiziksel olaydan başlar, elektromanyetizma, ancak bunlar tamamen farklı etkilerdir.

Endüktansta, bir bobin olarak, içinden bir akım dolaştırılarak manyetik bir alan üretilir. Bu akım, bobine voltaj aniden kesilirse korunur.

Bu, endüktanstaki akımın voltajda ani değişikliklerden önce sabit kalmasını sağlar.

Olin Lathrop'un cevabının mantıklı olmasının nedeni budur: Sonlu bir atlama içeren bir fonksiyonun integrali ile, sonlu atlamaları emmeye izin veren terimler ekleyen sürekli bir fonksiyon elde edilir.

Bu davranıştan sonraki fiziksel etki dikkatli bir şekilde kontrol edilebilir: /physics/355140/magnetic-field-due-to-a-coil-of-n-turns-and-a-solenoid

Gecikme dereceleri hakkında yorumlarınız yalnızca fazörlerde gözlenir, ancak neden olmadan bilginiz topal olmuştur.

Eklerim: aynı etki, karşılıklılık teoremine bağlı olarak kapasitörler, voltajlar ve akımlarla da gerçekleşir: http://electrical-engineering-portal.com/resources/knowledge/theorems-and-laws/reciprocity-theorem

— José Manuel Ramos
kaynak

1

Bu uluslararası bir web sitesi olduğundan İngilizce dilinde cevap yeterli olmalıdır.

— Sir Sy

Ana dilim ispanyolca, bu yüzden ilk önce hızlı bir cevap verdim ve daha fazla bilgiyi düzenleyerek Ayrıca ispanyolcada elektronik bir yığın değişimi de yok.

— José Manuel Ramos

1

Umarım bunu kim düşürmediyse bunu yaptı, çünkü içeriğinde hata bulduklarını, sadece İngilizce'den başka bir dil içermediklerini söyledi. "Uluslararası ... İngilizce yeterli olmalı" demek benim için oldukça kibirlidir. Bu gereksinimi siteye ya da SSS'ye kılavuzda bulamadım. (İngilizce benim ilk ve en iyi

— dilimdir

İspanya'da elektronik mühendisliği ve fizik okudum. Doğru bulmuyorum, eğer bilgimi ciddi ve doğru bilgiler içeriyorsa, anadilime koymuyorum. Birkaç saat önce acelem vardı, bu yüzden çeviriyi yapamadım. Google çevirmeni sizin için yeterli mi? Umarım.

— José Manuel Ramos

0

Bir indüktörü voltaja bağlarsanız, akım akmaya başlar. Endüktörün dahili karşı voltajı nedeniyle (akımın değişmesine karşı bir tür yükselme olarak yorumlanabilir), akım sadece yavaşça büyür - bu nedenle akım, voltajı ani voltaj değişimine kıyasla düşer Voltaj. İndüktör, büyüyen manyetik alanı şeklinde engellenir.

— WindFritz
kaynak