na 2023/12/18 2,403

Zrozumienie podstaw: odporność na indukcyjność i nakładanie

W skomplikowanym tańcu inżynierii elektrycznej trio podstawowych elementów zajmuje centralne miejsce: indukcyjność, opór i pojemność.Każda z nich ma unikalne cechy, które dyktują dynamiczne rytmy obwodów elektronicznych.Tutaj wyruszamy w podróż, aby rozszyfrować złożoność tych komponentów, aby odkryć ich wyraźne role i praktyczne zastosowania w rozległej orkiestrze elektrycznej.Indukcyjność, z jej magnetycznym kreatorem strumienia;opór, niezłomny strażnik przepływu prądu;i pojemność, zwinny opiekun ładunku elektrycznego, wszystkie zbieżą się do stworzenia symfonii, która zasila nasz świat elektroniczny.

Katalog

Opór

Rysunek 1: Opór

Opór - wrodzone bunt dyrygenta wobec prądu elektrycznego - jest oznaczone przez „R”.Jego wielkość zależy od wymiarów przewodu, makijażu materiału i temperatury otoczenia.Wzywając prawo Ohma, wyrażamy ten związek: i = u/r, a zatem r = u/i.Ohm, symbolizowany przez grecką literę Omega (ω), stanowi miarę oporu, z jego krewnym: Kiloohm (KΩ), Megohm (MΩ) i mililohm (MΩ).

Samotny OHM określa rezystancję, gdy jeden wolt namawia jeden amper przez przewodnik.

Rezystory Służyć jako strażnicy przy bramach, ograniczając pośpiech prądu elektrycznego.Termin „rezystor” oznacza nie tylko własność, ale także chrześcija same komponenty zaprojektowane w celu jej utrzymania.

Oto migawka tych komponentów:

Wykonane z materiałów, które bałagan w przepływie prądu, rezystory przyjmują formę, która ma panować w chaosie elektrycznym w obwodzie.Stałe rezystory stoją na ziemi, niezmienne.Natomiast potencjometr lub reostat - rezystory zmienne - wszystkie dla kontrolowanej wariancji oporności.

Idealny rezystor jest liniowy, a prąd natychmiastowy przez niego jest proporcjonalny do momentu przyłożonego do niego napięcia.W przypadku niektórych specjalnych rezystorów, takich jak termistory, Varistors i Elementsing Elements, istnieje nieliniowa zależność między napięciem a prądem.

Podstawowa zasada

Rezystor składa się z trzech części: ciała rezystora, ramy i zacisku (korpus rezystora i rama SSR są łączone w jedną).Tylko rezystor określa wartość rezystancji.

Klasyfikacja charakterystyk prądu i napięcia

Odporność przewodu jest prawie stała w pewnej temperaturze.Powyżej pewnej wartości oporność ta nazywa się oporem liniowym.Wartość rezystancji niektórych rezystorów zmienia się znacznie wraz z prądem (lub napięcie), a charakterystyka napięcia prądu pokazuje krzywą.Ten typ rezystora nazywa się nieliniowym rezystorem.Te nieliniowe relacje są często potrzebne w obwodach elektronicznych.

Rezystor bezpiecznika: nazywany również rezystorem bezpieczników, ogólnie odgrywa podwójną rolę rezystora i bezpiecznika.Gdy obwód zawiedzie, a moc przekracza jego ocenę, pali się jak bezpiecznik, rozbijając obwód..Rezystory bezpieczników zwykle mają niskie wartości rezystancyjne (0,33 Ω do 10 kΩ) i niską moc.

Wrażliwe rezystory.Rezystory wrażliwe są wrażliwe na niektóre wielkości fizyczne (takie jak temperatura, wilgotność, światło, napięcie, siła mechaniczna, stężenie gazu itp.).Kiedy zmieniają się te wielkości fizyczne, zmienia się również opór wrażliwy rezystor.Zmienność.Zmienia się w zależności od zmian wielkości fizycznych i reprezentuje różne wartości oporności.Zgodnie z czułymi wielkościami fizycznymi, wrażliwe rezystory można podzielić na wrażliwe na temperaturę, wrażliwe na wilgotność, wrażliwe na światło, wrażliwe na ciśnienie, wrażliwe na siłę, wrażliwe na magnetyczne i wrażliwe na gaz rezystory wrażliwe.Materiały stosowane w wrażliwych rezystorach są prawie zawsze materiały półprzewodników.Rezystory te są również nazywane rezystorami półprzewodników.

Rola oporu

Jeśli rezystancja rezystora jest bliska 0Ω, wówczas rezystor nie ma wpływu na zapobieganie przepływowi prądu.Obwód połączony równolegle z tym rezystorem jest zwarta, a prąd staje się nieskończony.Jeśli rezystancja jest nieskończona lub bardzo duża, pętlę szeregowo z rezystorem można uznać za otwarty obwód, a prąd wynosi zero.

Rezystory powszechnie stosowane w przemyśle spada gdzieś między tymi dwoma skrajnościami.Ma pewną wartość oporu i może przenosić określony prąd.Rezystory są stosowane przede wszystkim w obwodach do regulacji i stabilizacji prądu i napięcia.Mogą być używane jako pokłady, dzielniki napięcia i obwody dopasowania obciążenia.W zależności od wymagań obwodu, ujemne sprzężenie zwrotne lub dodatnie obwody wzmacniacza sprzężenia zwrotnego, przetworniki napięcia do prądu, przepięcie wejściowe lub komponenty ochrony nadprądowej, a obwód RC może być używany jako oscylator, filtr, obejście, różnicę, integrator i integrator i integrator i integrator iObwody czasowe, na stałe skonfigurowane komponenty.

Induktor

Rysunek 2: Induktor

Induktor, również oznaczony jako reaktywny induktor, stoi wbrew zmianie prądu - jest elektromotoryczną siłą tarczy przed odpływem i przepływem prądu.Strukturalnie podobny do samotnego uzwojenia transformatora, induktor zazwyczaj poślubia cewkę, tarczę i rdzeń w pojedynczą byt.W stanie spoczynku induktor opiera się prądowi ze stoicką determinacją, stanowczo przeciwstawiając się przepływowi na naruszeniu obwodu.

Symbol indukcyjności: L.

Jednostką indukcyjną jest Henry (H), z jego mniejszym krewnym Millihenry (MH) i mikrohenry (μH).Konwersja jest chrupiąca: 1H = 10^3 mH = 10^6 μh = 10^9nh.

Koncentrując się na podstawowych parametrach:

Indukcyjność

Ta samowystarczalna cecha ocenia magnetyczną sprawność indukcyjną.Korzeni w zakrętach cewki, strategii uzwojenia, obecności rdzenia i materiału, indukcyjność jest tysiącami magnetycznej zdolności indukcyjnej.Więcej zakrętów, więcej ciasności - więcej indukcyjności.Rdzeń magnetyczny dodatkowo wzmacnia ten efekt, przepuszczalność rdzenia bezpośrednio proporcjonalnie do wstąpienia indukcyjnego.

Podstawową jednostką indukcyjności jest kura, reprezentowana przez literę „H”.Powszechnie stosowanymi jednostkami są milihenries (MH) i mikrohenrie (μH).Zależność między nimi wynosi: 1H = 1000 MH, 1 MH = 1000 μH.

Prąd oceniany

Prąd znamionowy to maksymalny prąd, którym induktor może obsłużyć w akceptowalnych warunkach pracy.Jeśli prąd operacyjny przekroczy prąd znamionowy, induktor zmieni parametry operacyjne z powodu ciepła, a nawet może się wypalić z powodu nadprądu.

Rysunek 3: rdzeń magnetyczny

Użycie funkcjonalne

Induktor w obwodzie odgrywa głównie rolę ekranowania sygnału, filtrowania szumów, stabilizacji prądu i supresji zakłóceń elektromagnetycznych, a także filtrowania, generowania, opóźniania i tłumienia funkcji.Najczęstszą rolą cewki indukcyjnej w obwodzie jest utworzenie obwodu filtra LC z kondensatorem.Kondensatory mają charakterystykę „blokowania prądu stałego i blokowania AC”, podczas gdy induktory mają charakterystykę „przechodzenia DC i blokowania AC”.Gdy prąd DC zawierający dużą ilość szumu przepływa przez obwód filtra LC, fałszywy sygnał prądu przemiennego jest wchłaniany przez ciepło w cewce indukcyjnej.

Wyjaśnienie

W leksykonie prądów bezpośrednich (DC) „Forward DC” sygnalizuje wyłączenie indukcyjnego.W przypadku pominięcia oporu cewki cewki indukcyjnej DC znajduje ścieżkę najmniejszego oporu, płynącą niezakłóconą.Zazwyczaj odporność cewki na DC jest niewielka, prawie nieistotna w analizach.

Odporność na AC to inna historia.Tutaj induktor działa jako wartownik, przeciwdziałający przepływowi prądu naprzemiennego (AC) z jego reaktancją indukcyjną - rezystor sam w sobie.

Induktory są antytezą kondensatory , mistrzowie ciągłości DC i bariery przeciwko zmienności AC.Za pośrednictwem cewki DC napotyka odporność równoważną tylko drucie cewki, powodując trywialny spadek napięcia.Wprowadź AC, a cewka odwetowa, wyczarowując samozwańczą siłę elektromotoryczną na jej końcach.Siła ta jest zgodna z przyłożonym napięciem, przeciwdziałając próbie przejścia AC.Induktory są przewodzące do DC, restrykcyjne do prądu przemiennego, a wraz ze wzrostem częstotliwości podobnie ich opór.W połączeniu z kondensatorami induktory odgrywają kluczową rolę w tworzeniu filtrów LC, oscylatorów i innych elementów obwodów, takich jak pętle prądowe, transformatory i przekaźniki.

Pojemność

Rysunek 4: Pojemność

Pojemność, przystanika Charge, jest mierzona w Farads (F) i symbolizowana przez „C”.Okaże umiejętności kondensatora do przechowywania ładowania, uzależniającego kołysanie różnicy potencjałowej.

W dziedzinie obwodów pojemność jest kluczowa;Jest to linchpin w funkcjach, od udoskonalania zasilania po magazynowanie energii, a nawet przetwarzanie sygnału.Ładunek kondensatora (Q), podzielony przez napięcie (u) obejmujące jego elektrody, określa jego pojemność.Tak więc mamy C, symbol, który zwiastuje tożsamość kondensatora.

Oto równanie, które je wiąże: C = εS/D = εS/4πKD (w próżni) = Q/U.

Konwersja jednostki

Jednostki przekształcają się w skale w gobelinie SI: Farad (F) rozgałęzia się na Millifarad (MF), Microfarad (µF), Nanofarad (NF) i Picofarad (PF), każdy ze Szpakiem lub okrzykiem w chórze kondensacji.

Aby poruszać się w tych skalach, pamiętaj:

1 Farad (F) równa się 1000 milifarad (MF) lub oszałamiającym milion mikrofarad (µF).

Microfarad (µF) przekłada się na 1000 nanofarad (NF) lub miliona picofarad (PF).

Rysunek 5: Konwersja jednostki

Formuła

Jeśli różnica potencjału między dwoma etapami w pojemniku wynosi 1 V, a ładunek wynosi 1 kulomb, wówczas pojemność kondensatora wynosi 1 Farad.na godzinę.C = q/u.Jednak wartość kondensatora nie jest określana przez Q (ładunek) lub U (napięcie).Godzina.Pojemność jest określana przez wzór: C = εS/4πKD.Tam, gdzie ε jest stałym, S jest obszarem skierowanym do biegunów kondensatora, D jest odległością między biegunami kondensatora, a K jest stałą siły elektrostatycznej.Pojemność konwencjonalnego równoległego kondensatora płyty wynosi C = εS/D (gdzie ε jest stałą dielektryczną pożywki między płytkami, S jest obszarem płytki, a D jest odległością między płytkami).

Znajdź formułę:

Wzór równolegle łączenia kilku kondensatorów jest c = c1+c2+c3+...+cn

Wzór do łączenia kilku kondensatorów w szeregu: 1/c = 1/c1+1/c2+...+1/cn

Rola kondensatorów

Objazd

Kondensatory obejściowe to urządzenia do magazynowania energii, które równoważą wyjście regulatora i zmniejszają obciążenie, dostarczając zasilanie do urządzeń lokalnych.Podobnie jak małe baterie, kondensatory obejściowe ładują i rozładowują urządzenie.

Oddzielanie

To boczka, znana również jako crossover.Z punktu widzenia obwodu, gdy pojemność obciążenia jest stosunkowo duża, obwód kontrolny musi ładować i rozładować kondensator, aby zakończyć konwersję sygnału.Jeśli nachylenie jest strome, prąd będzie stosunkowo duży, wpływając na normalne działanie.Przednia scena nazywa się „sprzęgłem”.The function of the decoupling capacitor is to act as a "battery", respond to changes in the control circuit, avoid mutual interference, and further reduce the high-frequency interference resistance between the power supply and the circuit reference ground.

Filtr

Teoretycznie, zakładając, że kondensator jest czystym kondensatorem, im większy kondensator, tym niższa impedancja i wyższa częstotliwość przepływającego przez niego prądu.Ale w rzeczywistości kondensatory powyżej 1 µF są głównie kondensatorami elektrolitycznymi o dużych składnikach indukcyjnych, więc częstotliwość obecna jest wysoka, ale oporność wzrasta.Czasami zobaczysz duże kondensatory elektrolityczne równolegle z małymi kondensatorami.Duże kondensatory filtrują niskie częstotliwości, a małe kondensatory filtrują wysokie częstotliwości.Funkcją kondensatora jest konwersja prądu przemiennego na prąd stały i blokowanie wysokich częstotliwości z niskich częstotliwości.Im większy kondensator, tym łatwiej jest prowadzić prąd o wysokiej częstotliwości.

Magazynowanie energii

Kondensator magazynowy pobiera ładunek przez prostownik i przenosi zapisaną energię na moc zasilania przez obwód konwertera.Zazwyczaj aluminiowe kondensatory elektrolityczne są stosowane z oceną napięcia w zakresie od 40 do 450 V DC i pojemność w zakresie od 220 do 150 000 μF.W zależności od wymagań mocy urządzenia te są czasami połączone szeregowo, równolegle lub w połączeniu.W przypadku zasilania większych niż 10 kW zwykle stosuje się większe kondensatory śrubowe.

Obejmuje to całą zawartość tego artykułu.Jeśli masz jakieś pytania, skontaktuj się z nami.Ariat natychmiast ci odpowie.