Induktivitäten in AC / DC-Schaltkreisen erklärt

Der Beitrag erklärt die Reaktion von Induktivitäten auf Gleich- und Wechselspannungen sowie bei Anwendung mit Kondensatoren, die häufig als Ergänzungsteil zu einer Induktivität verwendet werden.

Eigenschaften des Induktors

Induktoren sind bekannt für ihre Eigenschaft, elektrische Energie in Form von magnetischer Energie in ihnen zu speichern. Dies erfolgt, wenn eine Induktivität mit einem elektrischen Strom in einem geschlossenen Stromkreis angelegt wird.

Der Induktor reagiert, indem er die darin enthaltene elektrische Energie auf die bestimmte anfängliche augenblickliche Polarität des Stroms speichert und die gespeicherte Energie wieder in den Stromkreis zurückgibt, sobald die Polarität des Stroms umgekehrt oder die Stromversorgung ausgeschaltet wird.

Dies ähnelt einem Kondensator, der funktioniert, wenn auch in umgekehrter Weise, da Kondensatoren nicht auf den anfänglichen Stromstoß reagieren, sondern ihn allmählich speichern.

Daher ergänzen sich Induktivitäten und Kondensatoren, wenn sie zusammen in einer elektronischen Schaltung verwendet werden.

Induktor mit Kondensator

Ein Induktor verhält sich grundsätzlich und erzeugt einen Kurzschluss über sich selbst, wenn er einem Gleichstrom ausgesetzt wird, während er bei Anlegen eines Wechselstroms eine entgegengesetzte oder einschränkende Reaktion bietet.

Die Größe dieser entgegengesetzten Reaktion oder Kraft eines Induktors auf einen Wechselstrom oder Wechselstrom wird als Reaktanz des Induktors bezeichnet.

Die obige Reaktanz hängt von der Größe der Frequenz und des Stroms des Wechselstroms ab und ist direkt proportional zu ihnen.

Induktivitäten werden im Allgemeinen auch als Spulen bezeichnet, da alle Induktivitäten meist aus Spulen oder Drahtwindungen bestehen.

Die oben diskutierte Eigenschaft eines Induktors, die grundsätzlich den Widerstand von Momentanstromeinträgen über ihn beinhaltet, wird als Induktivität eines Induktors bezeichnet.

Diese Eigenschaft eines Induktors hat viele mögliche Anwendungen in elektronischen Schaltkreisen, wie zum Beispiel zum Unterdrücken hoher Frequenzen, zum Unterdrücken von Stoßströmen, zum Aufbocken oder Erhöhen von Spannungen usw.

Aufgrund dieser unterdrückenden Natur von Induktoren werden diese auch als 'Drosseln' bezeichnet, was sich auf den 'Drosseleffekt' oder die Unterdrückung bezieht, die durch diese Komponenten für Elektrizität erzeugt wird.

Induktivitäten und Kondensatoren in Reihe

Wie oben angegeben, könnten ein Kondensator und ein Induktor, die zu einander komplementär sind, in Reihe oder parallel geschaltet werden, um einige sehr nützliche Effekte zu erzielen.

Der Effekt bezieht sich insbesondere auf das Resonanzmerkmal dieser Komponenten bei einer bestimmten Frequenz, die für diese Kombination spezifisch sein kann.

Wenn die Kombination wie in der folgenden Abbildung gezeigt in Reihe geschaltet wird, schwingt sie in Abhängigkeit von ihren Werten mit einer bestimmten Frequenz mit, wodurch eine minimale Impedanz über die Kombination hinweg erzeugt wird.

Solange der Resonanzpunkt nicht erreicht wird, weist die Kombination über sich selbst eine sehr hohe Impedanz auf.

Die Impedanz bezieht sich auf die dem Wechselstrom entgegengesetzte Eigenschaft, ähnlich dem Widerstand, der dasselbe tut, jedoch mit Gleichstrom.

Induktorkondensator parallel

Bei Parallelschaltung (siehe Abbildung unten) ist die Reaktion genau umgekehrt. Hier wird die Impedanz am Resonanzpunkt unendlich, und solange dieser Punkt nicht erreicht wird, bietet die Schaltung dem folgenden Strom eine extrem niedrige Impedanz.

Jetzt können wir uns vorstellen, warum in Tankkreisen der Strom über eine solche Kombination in dem Moment, in dem ein Resonanzpunkt erreicht wird, am höchsten und optimalsten wird.

Induktivitätsantwort für eine Gleichstromversorgung

Wie in den obigen Abschnitten erläutert, versucht ein Induktor, wenn er einem Strom mit einer bestimmten Polarität ausgesetzt wird, ihm entgegenzuwirken, während er in Form von magnetischer Energie im Induktor gespeichert wird.

Diese Reaktion ist exponentiell, dh sie ändert sich allmählich mit der Zeit, wobei der Widerstand des Induktors zu Beginn der Gleichstromanwendung maximal ist und sich mit der Zeit allmählich verringert und gegen Null Widerstand bewegt, wobei er nach einer bestimmten Zeit in Abhängigkeit von der Größe schließlich Null Ohm erreicht der Induktivität (direkt proportional).

Die obige Antwort kann durch das folgende Diagramm dargestellt werden. Die grüne Wellenform zeigt die Stromantwort (Ampere) durch den Induktor, wenn ein Gleichstrom an ihn angelegt wird.

Es ist deutlich zu erkennen, dass der Strom durch den Induktor zu Beginn Null ist und allmählich auf den Maximalwert ansteigt, wenn er die Energie magnetisch speichert.

Die braune Linie zeigt die Spannung über der Induktivität für dieselbe an. Wir können beobachten, dass es zum Zeitpunkt des Einschaltens maximal ist, der im Verlauf des Induktor-Energiespeichers allmählich auf den niedrigsten Wert abfällt.

Induktivitätsantwort für Wechselspannungen

Ein Wechselstrom oder ein Wechselstrom ist nichts anderes als ein Gleichstrom, der seine Polarität mit einer bestimmten Rate ändert, die auch als Frequenz bezeichnet wird.

Ein Induktor reagiert genau auf die oben erläuterte Weise auf einen Wechselstrom, da er jedoch bei der gegebenen Frequenz einer sich ständig ändernden Polarität ausgesetzt wäre, entspricht das Speichern und Freisetzen elektrischer Energie innerhalb des Induktors auch dieser Frequenz, was zu einem Gegensatz zu führt die jetzige.

Diese Größe oder Impedanz kann als Mittelwert oder Effektivwert dieses kontinuierlichen Gebens und Nehmens elektrischer Energie über den Induktor angenommen werden.

Kurz gesagt, die Reaktion des Induktors auf Wechselstrom wäre identisch mit der eines Widerstands in einem Gleichstromkreis.