| СИМВОЛ * |
B3.2 Індуктивність та власна індукція
Проходження струму в провіднику створює поле магнітної індукції в навколишньому просторі. Це явище призводить до локального накопичення енергії у вигляді ліній магнітного потоку. Будь-який компонент, який використовує ці властивості, називається індуктивністю або частіше котушкою, індукційною котушкою, дроселем, .
Відносна проникність виражає, наскільки часто матеріал, що використовується в центрі котушки, є кращим "провідником" ліній магнітного потоку.
Чим більша проникність, тим більша потужність котушки накопичувати магнітну енергію.
Для отримання великої чистої індукції котушка повинна мати сердечник, який утворює максимально проникний магнітопровід. Значення L дуже залежить від ядра, і ця властивість використовується для встановлення значення котушки. Магнітне насичення ядра також впливатиме на значення L.
B3.3 Індукована напруга та самоіндукуюча напруга
B3.4 Магнітні втрати
Буде не дивно, що хтось дізнається, що більшість втрат котушки припадає на магнітопровід.
Втрати в магнітопроводі розсіюють певну кількість тепла, якщо обмотку перетинає змінний струм. Ми можемо розрізнити два основні типи втрат - за допомогою гістерезису або вихрових струмів.
Втрати на гістерезис пов'язані з існуванням частинок "тертям" внаслідок постійних змін напрямку намагнічування. Ці втрати зростають із частотою і з поверхнею магнітопроводу.
Втрати на вихровий струм пов'язані з існуванням електричних струмів, наведених в металевих масах магнітопроводу. Ці втрати зростають із квадратом частоти та з питомою провідністю (зворотною величиною питомого опору) магнітопроводу. Щоб зменшити ці втрати, магнітні ланцюги розділені на зони, електрично ізольовані один від одного.
B3.5 Електричні втрати та коефіцієнт втрат
Втрати від ефекту Джоуля через опір дроту, який становить котушку, не можуть бути незначними, якщо важливі постійні струми, які перетинають котушку, або якщо дріт котушки дуже тонкий (малі сигнали високих частот).
Резистор на схемі може бути дротовим елементом в ланцюзі або представляти всі власні втрати котушки.
Що стосується конденсаторів, то виробники дають нам відношення активної енергії, що розсіюється в теплі, до індуктивної енергії, що виробляється ідеалізованою котушкою. Цей коефіцієнт втрат, або tg d, відноситься до векторних зображень синусоїдального сигналу змінного струму.
B3.6 Еквівалентна діаграма
На дуже високих частотах (від 100 МГц) відстань від одного обороту до іншого представляє паразитну ємність, яка може приймати значні пропорції щодо бажаного індуктивного ефекту. Поведінка котушки може бути представлена ідеальною котушкою паралельно ідеальним конденсатором для реактивних ефектів.
Діаграма доповнена паралельним опором Ra, який перекладає втрати магнітопроводу, та послідовним опором Rc, який відображає опір намотаного електричного дроту.
B3.7 Стабільний стан (синусоїдальний)
Якщо ми хочемо знати, як працює компонент змінного струму, ми можемо легко виміряти його за допомогою простих електронних пристроїв: генераторів сигналів, осцилографів, мультиметрів.
Найбільш практичний стійкий стан для аналізів змінного струму виходить із синусоїдальним сигналом. Тоді ми можемо очікувати, що індуктивність матиме подібну поведінку зі звичайним сигналом (аудіо, відео, дані).
Як і у конденсатора, ми виявляємо, що напруга і струм мають однакову форму, але зміщуються один від одного на 90 градусів або на чверть періоду. Цього разу сила струму в котушці відстає від напруги на її клемах при подачі змінного струму.
Ми знову перевіряємо, чи котушка протистоїть будь-яким змінам струму. Що є ще одним способом запам'ятати, що струм відстає від напруги. Ми можемо зробити висновок, що ця опозиція буде зростати із збільшенням частоти.
B3.8 Індуктивний опір
Поведінка котушки як функція частоти спричиняє великі зміни у співвідношенні напруга-струм. Коли частота наближається до нуля, сила струму дуже велика, а котушка поводиться як коротке замикання. І навпаки, коли частота висока, амплітуда струму прагне до нуля, а котушка поводиться як розімкнута ланцюг.
Ми говоримо про індуктивний опір X L, виражений в омах [Вт], щоб продемонструвати поведінку котушки як функцію від частоти. Ця властивість дасть можливість виробляти електронні схеми, які будуть знати, як сортувати частоти або перешкоджати проходженню частотного діапазону, як, наприклад, у випадку фільтрів високих частот.
В3.9 Імпульсний режим
Корисно знати (або аналізувати) поведінку котушки в імпульсному режимі, коли вона використовується для цифрових сигналів, або вивчати, що відбувається в момент закриття або спрацювання.
Ми говоримо про перехідні явища і можемо виміряти їх за допомогою сигналу "стрибка єдності" або просто в ситуації ON-OFF. Розглянемо ще раз спрощений ланцюг і спостерігаємо за його поведінкою за формою різних напруг і струму в ланцюзі.
Форма струму в ланцюзі ідентична напрузі на резисторі, оскільки закон Ом залишається чинним i (t) = u r (t)/R.
Зверніть увагу, що напруга на котушці змінила полярність, як тільки було припинено подачу живлення. На противагу замиканню струму котушка стає генератором струму, змінивши напругу, індуковану на її клемах. Ця напруга пробою може бути надзвичайно високою і спричинити появу електричної дуги.
Швидкість видимого перехідного явища залежить від постійної часу ланцюга, заданої відношенням L до R, вираженою грецькою буквою Tau: t = L/R [s].
B3.10 Коливальний контур
В електронних схемах котушки часто пов'язані з конденсаторами. Вони можуть поєднуватися як послідовно, так і паралельно, результат однаковий. Кожен із цих компонентів зберігає енергію, одна в електростатичній формі (C), а друга в електромагнітному (L).
Котушка і конденсатор зберігають енергію по черзі; ці два компоненти взаємно обмінюються електричною енергією у грі. Цей обмін відбувається з дуже точною швидкістю. Це залежить від значення компонентів L і C.
Якщо ми подивимося на еволюцію струму в послідовному ланцюзі, як тільки вмикається джерело живлення, ми бачимо, що обмін є синусоїдальним, частота якого обчислюється за формулою w 2 x L x C = 1, з w = 2 xpxf і називається частотою коливань fo або резонансною частотою fr .
Коливальний контур, також званий RLC-ланцюгом, є місцем так званих демпфірованих коливань, якщо значення загального опору ланцюга не перевищує критичного значення. Для кривої a схема називається надкритичною, критичною кривою b і кривою загасання коливань c.
Ця коливальна властивість робить їх ланцюгами, які змінюються за видимим опором в залежності від частоти.
Послідовний коливальний контур має малий імпеданс на частоті коливань і великий імпеданс на всіх інших частотах.
Паралельний коливальний контур має великий імпеданс на частоті коливань і малий імпеданс на всіх інших частотах.
Тому коливальні схеми можуть вибирати одну частоту серед інших, яка широко використовується в телекомунікаційній електроніці.
