Індуктори - для чого вони використовуються? [зачинено]


16

Коли реально використовуються індуктори? Я читав, що елементи, як правило, досить важко втілити в схеми, враховуючи їх фізичні характеристики. Я також читав, що якщо індуктори розміщені в ланцюгах, існує метод імплементації, який насправді розміщує їх плоскими і котушками навколо себе на площині, але це, мабуть, не дуже часто.

Я бачив індуктори, які використовуються трохи в декількох бездротових програмах, але не дуже багато. Я знаю, що індуктори можуть бути використані у фільтрах, але так можуть бути і конденсатори, які є набагато більш точними та доступними.

Коротше кажучи, то , що індуктори дійсно використовуються для ?


2
Що таке індуктори та яке їх призначення, можливо, буде доцільніше запитати, але яке їх застосування занадто широке .
Янковичі

Я знаю, що таке індуктори і, як правило, з точки зору їхніх характеристик струму / напруги, знаю, як вони працюють. Мені було цікаво, для чого вони використовуються. Я шукав деякі додатки, не всі програми.
sherrellbc

2
Ви розумієте, для чого використовуються конденсатори? Індуктори є електричним подвійним конденсаторів, і тому вони використовуються для подібних речей, за винятком того, що конденсатори роблять до напруги, індуктори діють до струму, де конденсатори були б паралельно, індуктори будуть послідовно тощо.
Phil Frost

Відповіді:


16

Добре запитання .. одне поширене використання - це фільтр. Конденсатор передає сигнал високої частоти легко, але чинить опір низькочастотним. У той час як індуктор робить навпаки: він пропускає низькі частоти легко і перешкоджає високій частоті. Насправді, у більшості корпусів гучномовців ви знайдете індуктор, який використовується на НЧ-динаміку для передачі низькочастотної енергії на НЧ, тоді як конденсатор використовується з твітера для передачі високочастотної енергії у твітер.

Причина використання індуктора полягає в тому, що він не "споживає" і не "витрачає" енергію високої частоти, вона просто блокує її проходження, щоб енергія потім могла пройти через конденсатор, до твітера.

Взагалі поведінка індуктора є подвійною до поведінки конденсатора, тому більшість функцій, які потребують однієї, можна реалізувати, використовуючи іншу, але в іншому розташуванні. Але це не завжди так. Наприклад, якщо ви хочете отримувати лише низькочастотну енергію, ви можете поставити резистор з подальшим конденсатором на землю. Енергія високої частоти буде "коротшати" через конденсатор і скидати більшу частину напруги через резистор (який перетворює сигнал високої частоти в тепло), залишаючи дуже мало амплітуди по всьому конденсатору. Це чудово працює, якщо ви хочете лише інформацію, тож добре витрачати енергію високої частоти .. але у випадку з динаміками знадобилося багато роботи, надсилаючи цю високу енергію в колонку динаміків, тому вам потрібен спосіб фільтрації не втрачаючи енергії!

Це означає принципову різницю між резисторами та конденсаторами. Резистори перетворюють напругу через них в рази струм через них у тепло. Але конденсатори та індуктори ні! Ідеальні версії не перетворюють жодну з електричної енергії в теплову. Хоча реальні перетворюють деякий відсоток напруги, що перетинається через них, через струм, що проходить через них, у тепло - цей відсоток змінюється залежно від частоти напруги / струму.

Ще одне поширене використання індукторів в осциляторах. Уявіть, що індуктор та конденсатор з'єднані між собою на обох кінцях - є певна частота, на якій обидва чинять опір точно такому ж! Це називається резонансною частотою комбінації. Виявляється, що як тільки ви його запускаєте, напруга конденсатора змушує струм текти в індукторі, поки напруга не досягне нуля - але зараз індуктор хоче, щоб цей струм продовжував текти, так це і закінчується заряджанням конденсатора , але до протилежної напруги, яку вона мала раніше. Коли струм досягне нуля, конденсатор знову починає примушувати струм, і він накопичується .., але в зворотному напрямку, як раніше .., і те саме повторюється ..

Якби індуктор і конденсатор були ідеальними, це тривало б назавжди .. але вони обидва втрачають трохи енергії, перетворюючись на тепло .. тому напруги та струми менше на кожному повторенні .. все, що потрібно зробити осцилятор, тоді це спосіб поповнення втраченої енергії після кожного циклу.

Третє поширене використання - це як накопичувач енергії, особливо при комутації джерел живлення. У цьому випадку функцією живлення постійного струму є подача постійного струму. Він також має функцію переходу між джерелом вхідної напруги та вихідною напругою. Отже, той факт, що він блокує високу частоту, може виглядати так: коли напруга на ній раптово змінюється, струм через нього не стає .. швидше, струм тільки починає ставати іншим. Отже, якщо ви дуже швидко зміните напругу на дуже високу, то нульову, потім дуже високу, потім нульову, струм почне підніматися вгору, потім почне знижуватися, але до тих пір, поки ви залишите лише одну з двох напруг на дуже короткий час, течія майже не зміниться в будь-якому напрямку. Якщо ви залишите його високим у той самий період, що і низький, тоді струм буде середнім і залишатиметься стабільним. Якщо цей струм збігається з струмом, відведеним від джерела живлення, то вихідна напруга живлення залишатиметься постійною. Тепер уявіть, що високу напругу залиште трохи довше, ніж земля - ​​струм буде повільно збільшуватися протягом багатьох повторень .. і навпаки. Якщо навантаження продовжує приймати однаковий струм, то вихідна напруга живлення буде повільно зростати, оскільки додатковий струм заряджає конденсатор між виходом і землею. Ось як джерело комутації використовує індуктор для зміни великої вхідної напруги на меншу вихідну напругу. Існує схема, яка визначає вихідну напругу і порівнює з потрібною напругою і регулює, скільки часу індуктору задається висока вхідна напруга порівняно з землею,

Це єдині три поширених цілі використання. Але деякі екзотичні схеми використовують передавальну функцію індуктора незвичайними способами (наприклад, у старих радарах як частині "рульового" ланцюга для блокування вихідної енергії від видування чутливого приймача ). Дивіться також "гіратор", який може змусити конденсатор виглядати до ланцюга як індуктор (і навпаки)!


1
@echad Я, наприклад, люблю довгі відповіді.
Стівен Мелвін

6

Енергія, що зберігається в конденсаторі, знову виходить у зворотному напрямку, з якого вона надходила.

Енергія, що зберігається в індукторі, виходить у тому ж напрямку, в якому йшла.

Це дозволяє побудувати резонансні схеми ЖК, де енгія циркулює між конденсатором, індуктором з певною частотою: це традиційна основа радіоприймального ланцюга.

LC-фільтри можуть втрачати менше енергії від сигналу, який вони передають, ніж фільтри RC.

Ви також можете побудувати перетворювачі напруги, що втрачають потужність, майже без втрат, пересилаючи імпульси струму в індуктор, ефективно фільтруючи його в певне цільове значення постійного струму.


Я вже бачив схематичне питання щодо перетворювача доларів, але ніколи не замислювався, щоб його шукати. Скільки часу триває протилежна напруга (зворотний ЕРС?) Індуктора, коли струм змінився (тобто припинився, наприклад)? Я думаю, що вона пропорційна індуктивності та, ймовірно, потоку струму в той час, оскільки генероване магнітне поле було б пропорційним. У будь-якому випадку, я думаю, імпульси повинні бути досить швидкими, оскільки задня ЕРС, мабуть, дуже швидко розпадається.
sherrellbc

Мені важко зрозуміти, що ви маєте на увазі про те, що енергія тече в протилежному / тому ж напрямку. Можливо, це має більше сенсу з s / energy / current /?
Філ Мороз

Струм, що протікає в протилежному / тому ж напрямку, може мати більше сенсу, але говорити про збереження струму не має сенсу. Досить складно вмістити хорошу точну метафору для цього в кілька рядків.
pjc50

@ pjc50 добре, конденсатор чинить опір змінам напруги і виробляє будь-який струм (в будь-якому напрямку), необхідний для цього. Індуктор робить те ж саме, але при зміні струму та напруги. Я думаю, що намагатися думати про струм у кожному є складним, оскільки струм в конденсаторі не аналогічний струму в індукторі; але напруга є. Тобто, індуктивний удар - це напруга, що "виходить в іншому напрямку", як струм робить в конденсаторі, як ви це описуєте.
Філ Мороз

4

А також давайте розглянемо ті пристрої, які використовують для функціонування індуктор (котушку дроту). Я впевнений, що ви, напевно, бачили ці речі раніше.

Реле, соленоїди, колонки (включаючи навушники), рухомі котушки мікрофонів, трансформатори, електромагніти, мотори та ін.

введіть тут опис зображення

Всього кілька прикладів.


4

Розглянемо цей спрощений регулятор комутації:

введіть тут опис зображення

Квадратна хвиля, застосована до MOSFET Q1, відбиває Він у квадратну хвилю і застосовує її до фільтра L1-C1. (D1 затискає напругу індуктора під час поза Q1, не даючи комутаційному вузлу надмірно негативно ставитися до виходу.) Середня квадратна хвиля буде енергією, що надається навантаження, але більшість навантажень не мають як пульсуючий постійний струм з гострими краями. Індуктор сповільнює швидкість підйому струму до значно нижчого значення і накопичує енергію так, що коли вимикач вимикається, він подає енергію в конденсатор і навантаження. Конденсатор бачить керований струм зарядки в будь-який час незалежно від стану Q1, що робить вихід близьким наближенням до постійного струму (дуже маленький трикутний сигнал змінного струму, що їде по сигналу постійного струму).

Саме ця комбінація струмової фільтрації (надається індуктором) плюс фільтрація напруги (надається конденсатором) перетворює квадратну хвилю в розумний вихід постійного струму. Без індуктора, що контролює швидкість заряду і розряду С1, вихід не був би аналогічним вхідному регулятору квадратної хвилі, при цьому сильний струм виводиться, коли конденсатор різко заряджається до Він, коли включений Q1, і швидкий розряд, коли Q1 вимкнено, оскільки немає джерела струму, який допомагає підтримувати напругу на С1.


Чи можете ви назвати компонент, позначений Q1?
Стівен Мелвін

2

Кожен раз, коли ви хочете підключити два вузли різної напруги, вам потрібно буде якось обмежити струм, інакше ви отримаєте величезні шипи. Індуктори обмежують струм потоку, не спалюючи (більшість) його як тепло, як резистор. По суті, замість отримання короткого величезного імпульсу струму, ви отримуєте той же середній струм, який поширюється на довший час. Це знижує RMS всієї передачі електроенергії, зменшуючи втрати тепла та шум EMI / RFI.

Загальні застосування для цього є джерела живлення , в тому числі перетворювачів DC / DC , перетворювачів AC / DC , перетворювачів AC / AC і перетворювачів DC / AC . В основному, у будь-який час, коли ви хочете перетворити з однієї напруги на іншу, ви ризикуєте мати великі сплески струму під час з'єднання. Індуктори обмежують потік струму, усуваючи ці сплески.

Дроселі також корисні для фільтрів на непередбачуваних сигналах, щоб запобігти непередбачуваним струмовим шипам від впливу на обладнання. Цей вид індуктора легко доступний також у багатьох розмірах, залежно від ваших потреб.


0

Для цього використовуються індуктори простими словами

  1. Індукований ЕРС (для генераторів, зворотних подач, трансформаторів) ..
  2. Магнетизм

Вся мета - індуктивність, тобто магнетизм, і тому ядро ​​змінюється. Ви повинні дивитися на це з точки зору фізики, відповідь пильно дивиться на вас. Електроніка - це лише додаток до цього.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.