Induktorer i AC / DC-kretsar förklarade

Inlägget förklarar induktorernas svar på likspännings- och växelspänningar samt när de appliceras med kondensatorer som ofta används som en kompletterande del med en induktor.

Induktorns egenskaper

Induktorer är kända för sin egenskap att lagra elektrisk energi i dem i form av magnetisk energi. Detta sker när en induktor appliceras med en elektrisk ström inuti en sluten krets.

Induktorn svarar genom att lagra den elektriska energin i den till den speciella initiala momentana polariteten för strömmen och släpper tillbaka den lagrade energin i kretsen så snart polariteten hos strömmen är omvänd eller den elektriska matningen stängs av.

Detta liknar en kondensator som fungerar, om än på motsatt sätt, eftersom kondensatorer inte reagerar på den initiala strömbågen snarare lagrar den gradvis.

Därför kompletterar induktorer och kondensatorer var och en när de används tillsammans i en elektronisk krets.

Induktor med kondensator

En induktor kommer i princip att bete sig och producera en kortslutning över sig själv när den utsätts för en DC, samtidigt som den erbjuder ett motsatt eller begränsande svar när det appliceras med en AC.

Storleken på detta motsatta svar eller en induktors kraft på en växelström eller växelström kallas induktans reaktans.

Ovanstående reaktans beror på frekvensen och strömmen hos växelströmmen och kommer att vara direkt proportionell mot dem.

Induktorer benämns vanligtvis också som spolar, eftersom alla induktorer mestadels består av spolar eller vändningar av ledningar.

Den ovan diskuterade egenskapen hos en induktor som i grunden involverar motsättning av momentana ströminträden över den kallas induktansen hos en induktor.

Denna egenskap hos en induktor har många potentiella tillämpningar i elektroniska kretsar, såsom för att undertrycka höga frekvenser, undertrycka överspänningsströmmar, för bockning eller boosting av spänningar etc.

På grund av denna undertryckande karaktär av induktorer kallas dessa också 'chokes' som hänvisar till 'kvävningseffekten' eller det undertryckande som dessa komponenter skapar för el.

Induktorer och kondensatorer i serie

Såsom anges ovan kan en kondensator och en induktor som är komplementära till varandra anslutas i serie eller parallellt för att erhålla några mycket användbara effekter.

Effekten hänför sig särskilt till resonansegenskapen hos dessa komponenter vid en viss frekvens som kan vara specifik för den kombinationen.

När de är anslutna i serie som visas i figuren nedan, resonerar kombinationen vid en viss frekvens beroende på deras värden vilket resulterar i skapandet av en minimal impedans över kombinationen.

Så länge resonanspunkten inte uppnås, ger kombinationen en mycket hög impedans över sig själv.

Impedans avser den motsatta egenskapen till AC, liknar motståndet som gör detsamma men med DC.

Induktorkondensator parallellt

Vid parallellkoppling (se bild nedan) är svaret tvärtom, här blir impedansen oändlig vid resonanspunkten och så länge denna punkt inte uppnås erbjuder kretsen extremt låg impedans till följande ström.

Nu kan vi föreställa oss varför i tankkretsar blir strömmen över en sådan kombination den högsta och optimala när en resonanspunkt uppnås.

Induktorer Svar för likströmsförsörjning

Som diskuteras i ovanstående avsnitt, när en induktor utsätts för en ström med en viss polaritet, försöker den motsätta sig den medan den lagras inuti induktorn i form av magnetisk energi.

Detta svar är exponentiellt, vilket betyder att det gradvis varierar med tiden, under vilket induktansmotståndet är maximalt vid DC-applikationens början och gradvis minskar och rör sig mot nollmotstånd med tiden och så småningom når noll ohm efter en viss tid beroende på storleken av induktansen (direkt proportionell).

Ovanstående svar kan visualiseras genom den presenterade grafen nedan. Den gröna vågformen visar curren (Amp) -svaret genom induktorn när en DC appliceras på den.

Det kan tydligt ses att strömmen är noll genom induktorn vid början och gradvis ökar till maximivärdet när den lagrar energin magnetiskt.

Den bruna linjen anger spänningen över induktorn för densamma. Vi kan bevittna att det är maximalt vid strömbrytaren, som gradvis minskar till det lägsta värdet under induktorns energilagring.

Induktorsvar för växelspänningar

En växelström eller en växelström är ingenting annat än en likström som ändrar polariteten i en viss takt, även kallad frekvensen.

En induktor kommer att svara på en växelström exakt på det sätt som förklarats ovan, men eftersom den skulle utsättas för en ständigt föränderlig polaritet vid den angivna frekvensen, kommer lagring och frigöring av elektrisk energi inuti induktorn också att motsvara denna frekvens vilket resulterar i ett motstånd mot nuvarande.

Denna storlek eller impedansen kan antas vara medelvärdet eller RMS-värdet för denna kontinuerliga ge-och-ta av elektrisk energi över induktorn.

Således kort sagt svaret från induktorn till AC skulle vara identisk med svaret för ett motstånd i en likströmskrets.