ตัวเหนี่ยวนำในวงจร AC / DC อธิบาย

โพสต์อธิบายการตอบสนองของตัวเหนี่ยวนำต่อแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงและกระแสสลับรวมทั้งเมื่อใช้กับตัวเก็บประจุซึ่งมักใช้เป็นส่วนเสริมกับตัวเหนี่ยวนำ

คุณสมบัติของตัวเหนี่ยวนำ

ตัวเหนี่ยวนำเป็นที่ทราบกันดีว่ามีคุณสมบัติในการกักเก็บพลังงานไฟฟ้าไว้ในรูปของพลังงานแม่เหล็ก สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อใช้ตัวเหนี่ยวนำกับกระแสไฟฟ้าภายในวงจรปิด

ตัวเหนี่ยวนำจะตอบสนองโดยการเก็บพลังงานไฟฟ้าไว้ภายในขั้วทันทีเริ่มต้นของกระแสไฟฟ้าและปล่อยพลังงานที่เก็บไว้กลับเข้าสู่วงจรทันทีที่ขั้วของกระแสไฟฟ้ากลับด้านหรือปิดแหล่งจ่ายไฟฟ้า

สิ่งนี้คล้ายกับตัวเก็บประจุที่ทำงานแม้ว่าจะเป็นไปในทางตรงกันข้ามเนื่องจากตัวเก็บประจุไม่ตอบสนองต่อกระแสไฟกระชากเริ่มต้น แต่จะเก็บอย่างค่อยเป็นค่อยไป

ดังนั้นตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุจึงเสริมกันเมื่อใช้ร่วมกันในวงจรอิเล็กทรอนิกส์

ตัวเหนี่ยวนำพร้อมตัวเก็บประจุ

โดยทั่วไปตัวเหนี่ยวนำจะทำงานและสร้างกระแสสลับในตัวเองเมื่ออยู่ภายใต้ DC ในขณะที่เสนอการตอบสนองที่เป็นปฏิปักษ์หรือ จำกัด เมื่อใช้กับ AC

ขนาดของการตอบสนองที่ตรงกันข้ามหรือแรงของตัวเหนี่ยวนำไปยัง AC หรือกระแสสลับเรียกว่าปฏิกิริยาของตัวเหนี่ยวนำ

รีแอคแตนซ์ข้างต้นจะขึ้นอยู่กับขนาดของความถี่และกระแสของ AC และจะแปรผันตรงกับพวกมัน

โดยทั่วไปแล้วตัวเหนี่ยวนำจะถูกเรียกว่าขดลวดเนื่องจากตัวเหนี่ยวนำทั้งหมดส่วนใหญ่ประกอบด้วยขดลวดหรือสายไฟ

คุณสมบัติที่กล่าวถึงข้างต้นของตัวเหนี่ยวนำซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเกี่ยวข้องกับการต่อต้านรายการกระแสทันทีซึ่งเรียกว่าเป็นการเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำ

คุณสมบัติของตัวเหนี่ยวนำนี้มีการใช้งานที่เป็นไปได้หลายอย่างในวงจรอิเล็กทรอนิกส์เช่นสำหรับการปราบปรามความถี่สูงการระงับกระแสไฟกระชากการป้องกันหรือเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเป็นต้น

เนื่องจากลักษณะการยับยั้งของตัวเหนี่ยวนำเหล่านี้จึงเรียกอีกอย่างว่า 'โช้ก' ซึ่งหมายถึงผล 'การสำลัก' หรือการปราบปรามที่สร้างขึ้นโดยส่วนประกอบเหล่านี้สำหรับกระแสไฟฟ้า

ตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุในซีรี่ส์

ดังที่ระบุไว้ในข้างต้นตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำที่เสริมซึ่งกันและกันสามารถเชื่อมต่อแบบอนุกรมหรือขนานเพื่อให้ได้เอฟเฟกต์ที่มีประโยชน์บางอย่าง

ผลกระทบโดยเฉพาะอย่างยิ่งหมายถึงคุณสมบัติการสั่นพ้องของส่วนประกอบเหล่านี้ที่ความถี่เฉพาะซึ่งอาจเฉพาะเจาะจงสำหรับชุดค่าผสมนั้น

เมื่อเชื่อมต่อเป็นอนุกรมตามที่แสดงในรูปด้านล่างการรวมกันจะสะท้อนที่ความถี่หนึ่ง ๆ ขึ้นอยู่กับค่าของพวกมันซึ่งส่งผลให้เกิดการสร้างอิมพีแดนซ์ขั้นต่ำในชุดค่าผสม

ตราบใดที่ยังไม่ถึงจุดเรโซแนนซ์การรวมกันจะแสดงอิมพีแดนซ์ที่สูงมากในตัวมันเอง

อิมพีแดนซ์หมายถึงคุณสมบัติตรงข้ามกับ AC คล้ายกับความต้านทานซึ่งทำเหมือนกัน แต่มี DC

ตัวเหนี่ยวนำตัวเก็บประจุแบบขนาน

เมื่อเชื่อมต่อแบบขนาน (ดูรูปด้านล่าง) การตอบสนองจะตรงกันข้ามตรงนี้อิมพีแดนซ์จะไม่มีที่สิ้นสุดที่จุดเรโซแนนซ์และตราบใดที่ยังไม่ถึงจุดนี้วงจรจะให้อิมพีแดนซ์ต่ำมากต่อกระแสต่อไปนี้

ตอนนี้เราพอจะนึกออกแล้วว่าทำไมในวงจรรถถังกระแสจากการรวมกันดังกล่าวจึงสูงที่สุดและเหมาะสมที่สุดในขณะที่บรรลุจุดเรโซแนนซ์

การตอบสนองของตัวเหนี่ยวนำสำหรับแหล่งจ่ายไฟ DC

ดังที่กล่าวไว้ในหัวข้อข้างต้นเมื่อตัวเหนี่ยวนำอยู่ภายใต้กระแสที่มีขั้วเฉพาะมันจะพยายามต่อต้านในขณะที่มันถูกเก็บไว้ในตัวเหนี่ยวนำในรูปของพลังงานแม่เหล็ก

การตอบสนองนี้เป็นเลขชี้กำลังซึ่งหมายความว่าจะค่อยๆแปรผันตามเวลาในระหว่างที่ความต้านทานของตัวเหนี่ยวนำสูงสุดเมื่อเริ่มมีแอปพลิเคชัน DC และค่อยๆลดลงและเคลื่อนไปสู่ความต้านทานเป็นศูนย์ตามเวลาในที่สุดก็จะถึงศูนย์โอห์มหลังจากเวลาที่กำหนดขึ้นอยู่กับขนาด ของการเหนี่ยวนำ (สัดส่วนโดยตรง)

คำตอบข้างต้นสามารถมองเห็นได้จากกราฟที่นำเสนอด้านล่าง รูปคลื่นสีเขียวแสดงการตอบสนองของ curren (Amp) ผ่านตัวเหนี่ยวนำเมื่อใช้ DC กับมัน

จะเห็นได้ชัดเจนว่ากระแสไฟฟ้าเป็นศูนย์ผ่านตัวเหนี่ยวนำเมื่อเริ่มมีอาการและค่อยๆเพิ่มขึ้นเป็นค่าสูงสุดเมื่อเก็บพลังงานไว้ในสนามแม่เหล็ก

เส้นสีน้ำตาลแสดงถึงแรงดันไฟฟ้าทั่วทั้งตัวเหนี่ยวนำเหมือนกัน เราสามารถเห็นได้ว่ามันมีค่าสูงสุดที่สวิตช์เปิดทันทีซึ่งจะค่อยๆลดลงเป็นค่าต่ำสุดในระหว่างการกักเก็บพลังงานตัวเหนี่ยวนำ

การตอบสนองของตัวเหนี่ยวนำสำหรับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ

AC หรือกระแสสลับไม่ได้เป็นอะไรนอกจาก DC ที่เปลี่ยนขั้วของมันในอัตราที่กำหนดซึ่งเรียกว่าความถี่

ตัวเหนี่ยวนำจะตอบสนองต่อ AC ในลักษณะที่อธิบายไว้ข้างต้นอย่างไรก็ตามเนื่องจากจะต้องอยู่ภายใต้ขั้วที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาตามความถี่ที่กำหนดการจัดเก็บและการปล่อยพลังงานไฟฟ้าภายในตัวเหนี่ยวนำจะสอดคล้องกับความถี่นี้ซึ่งส่งผลให้เกิดการต่อต้าน ปัจจุบัน.

ขนาดหรืออิมพีแดนซ์นี้อาจถือว่าเป็นค่าเฉลี่ยหรือค่า RMS ของพลังงานไฟฟ้าที่ให้และรับอย่างต่อเนื่องในตัวเหนี่ยวนำ

ดังนั้นในระยะสั้นการตอบสนองของตัวเหนี่ยวนำไปยัง AC จะเหมือนกับของตัวต้านทานในวงจร DC