na 2023/12/18 1,655

Pochopenie základov: odpor indukčnosti a kapacita

V zložitom tanci elektrotechniky sa trojica základných prvkov dostáva do centra pozornosti: indukčnosť, odpor a kapacita.Každý nesie jedinečné vlastnosti, ktoré diktujú dynamické rytmy elektronických obvodov.Tu sa vydáme na cestu, aby sme dešifrovali zložitosť týchto komponentov, aby sme odhalili ich zreteľné úlohy a praktické využitie v rozsiahlom elektrickom orchestri.Indukčnosť, s čarodejníkom magnetického toku;odpor, vytrvalý vrátnik prúdu;a kapacita, agilný správca elektrického náboja, sa všetci zbiehajú, aby vytvorili symfóniu, ktorá poháňa náš elektronický svet.

Katalóg

Odpor

Obrázok 1: Odpor

Odpor - vrodený vzdor vodiča voči elektrickému prúdu - je označený „R“.Jeho veľkosť závisí od rozmerov vodiča, materiálového make -upu a okolitej teploty.Vyvolávajúc sa Ohmov zákon, vyjadrujeme tento vzťah: i = u/r, tak r = u/i.Ohm, symbolizovaný gréckym písmenom Omega (Ω), stojí ako miera odporu, s jeho príbuzným: kiloohm (kΩ), megohm (MΩ) a Milliohm (MΩ).

Solitárny ohm definuje odpor, keď jeden volt koaxuje jeden ampér cez vodič.

Odpor Podávajte ako strážcovia pri bránach a obmedzujú zhon elektrického prúdu.Termín „rezistor“ nielen označuje nehnuteľnosť, ale tiež sa krstní samotné komponenty navrhnuté tak, aby ho podporovali.

Tu je snímka týchto komponentov:

Odpory, ktoré sa módne z materiálov, ktoré sa stretávajú s tokom prúdu, prijímajú formu, ktorá má vládnuť v elektrickom chaose v rámci obvodu.Pevné odpory stoja na zemi, nemenné.Naopak, potenciometer alebo reostat - premenlivé rezistory - pre kontrolovanú rozptyl odporu.

Ideálny rezistor je lineárny a okamžitý prúd cez ňu je úmerný okamžitému napätiu, ktoré sa na neho aplikuje.Pre niektoré špeciálne odpory, ako sú termistory, varistory a snímacie prvky, existuje nelineárny vzťah medzi napätím a prúdom.

Základný princíp

Odpor pozostáva z troch častí: telesa odporu, rámu a terminálu (teleso rezistora a rám SSR sú kombinované do jedného).Iba rezistor určuje hodnotu odporu.

Klasifikácia charakteristík prúdu a napätia

Odpor vodiča je takmer konštantný pri určitej teplote.Nad určitou hodnotou sa tento odpor nazýva lineárny odpor.Hodnota odporu niektorých rezistorov sa výrazne mení s prúdom (alebo napätím) a charakteristika prúdového napätia ukazuje krivku.Tento typ odporu sa nazýva nelineárny odpor.Tieto nelineárne vzťahy sú často potrebné v elektronických obvodoch.

Poistkový odpor: Tiež nazývaný poistný rezistor, vo všeobecnosti hrá duálnu úlohu odporu a poistky.Ak zlyhá obvod a výkon prekročí jeho hodnotenie, horí ako poistka a prelomí obvod..Odpory poistky majú zvyčajne nízke hodnoty odporu (0,33Ω až 10 kΩ) a nízky výkon.

Citlivé odpory.Citlivé odpory sú citlivé na určité fyzikálne množstvá (napríklad teplota, vlhkosť, svetlo, napätie, mechanická sila, koncentrácia plynu atď.).Keď sa tieto fyzikálne množstvá zmenia, zmení sa aj odpor citlivého odporu.Variabilita.Mení sa podľa zmien vo fyzických množstvách a predstavuje rôzne hodnoty odporu.Podľa citlivých fyzikálnych množstiev môžu byť citlivé odpory rozdelené na teplotu citlivé, citlivé na vlhkosť, citlivé na svetlo, tlakovo citlivé, silovo citlivé, magnetické a citlivé rezistory citlivé na plyn.Materiály používané v citlivých odporoch sú takmer vždy polovodičové materiály.Tieto odpory sa nazývajú aj polovodičové odpory.

Úloha odporu

Ak je odpor odporu blízko 0Ω, potom odpor nemá žiadny vplyv na zabránenie toku prúdu.Obvod spojený paralelne s týmto odporom je skratovaný a prúd sa stáva nekonečným.Ak je odpor nekonečný alebo veľmi veľký, slučka v sérii s rezistorom sa môže považovať za otvorený obvod a prúd je nula.

Odpory, ktoré sa bežne používajú v priemysle, spadajú niekde medzi tieto dva extrémy.Má určitú hodnotu odporu a môže niesť určitý prúd.Odpory sa používajú primárne v obvodoch na reguláciu a stabilizáciu prúdu a napätia.Môžu byť použité ako skraty, rozdeľovače napätia a zaťaženie zaťaženia obvodov.V závislosti od požiadaviek na obvody, obvody zosilňovača zápornej spätnej väzby alebo kladnej spätnej väzby, môžu sa tiež použiť prevodníky napätia na prúd, vstupné prepätie alebo nadprúdové ochranné komponenty a obvod RC sa môže použiť ako oscilátor, filter, bypass, diferenciál, integrátor a integrátor aČasové obvody, trvalo nakonfigurované komponenty.

Induktor

Obrázok 2: Induktor

Induktor, tiež označený ako reaktívny induktor, stojí v rozpore s zmenou prúdu - jeho elektromotívnou silou je štít proti odlivu a tok prúdu.Štrukturálne sa podobný osamelému vinutiu transformátora, induktor sa zvyčajne ožení s cievkou, štítom a jadrom do jedinečnej entity.Vo svojom pokojnom stave induktor odoláva prúdu so stoickým rozlíšením, ktorý je pevne proti tomu, čo je proti porušeniu obvodu.

Symbol pre indukčnosť: L.

Indukčnou jednotkou je Henry (H) s menším príbuzným milihenry (MH) a mikrohrierstom (μH).Konverzia je CRISP: 1H = 10^3MH = 10^6 μh = 10^9nh.

Zameranie na hlavné parametre:

Indukčnosť

Táto samoliečková znak meria magnetickú zdatnosť induktora.Zakorenená v zákrutách cievok, vinutia stratégie, prítomnosti a materiálu jadra, indukčnosťou je rozprávka o magnetickej indukčnej kapacite.Viac zákrut, väčšia tesnosť - viac indukčnosti.Magnetické jadro ďalej zosilňuje tento účinok, priepustnosť jadra priamo úmerná indukčnému vzostupu.

Základnou jednotkou indukčnosti je sliepka, zastúpená písmenom „H“.Bežne používané jednotky sú milihenries (MH) a mikroheniny (μH).Vzťah medzi nimi je: 1H = 1000MH, 1MH = 1000 uh.

Menovitý prúd

Menovaný prúd je maximálny prúd, ktorý môže induktor zvládnuť za prijateľných prevádzkových podmienok.Ak prevádzkový prúd prekročí menovitý prúd, induktor zmení svoje prevádzkové parametre v dôsledku tepla a môže dokonca vyhorieť v dôsledku nadprúdu.

Obrázok 3: Magnetické jadro

Funkčné použitie

Induktor v obvode hrá hlavne úlohu tienenia signálu, filtrovania hluku, stabilizácie prúdu a elektromagnetického interferenčného potlačenia, ako aj filtrovanie, generovanie, oneskorenie a potláčanie funkcií.Najbežnejšou úlohou induktora v obvode je vytvorenie LC filtračného obvodu s kondenzátorom.Kondenzátory majú charakteristiky „blokovania DC a blokovania AC“, zatiaľ čo induktory majú charakteristiky „prechádzajúceho DC a blokovania AC“.Keď jednosmerný prúd obsahujúci veľké množstvo hluku preteká cez LC filtračný obvod, falošný striedavý signál sa absorbuje teplom v induktore.

Vysvetlenie

V lexikóne priamych prúdov (DC) „Forward DC“ signalizuje odpojenie induktora.Ak by sa vynechal rezistencia na cievku induktora, DC nájde cestu najmenšieho odporu, ktorá tečie bez unipovaných.Zvyčajne je rezistencia cievky voči DC nepatrná, v analýzach takmer zanedbateľná.

Odpor AC je ďalší príbeh.Induktor tu pôsobí ako strážca, ktorý bojuje proti toku striedavého prúdu (AC) s jeho induktívnou reaktanciou - odporom sám osebe.

Induktory sú protikladom kondenzátory , šampióni kontinuity pre DC a prekážky proti ficklys AC.Prostredníctvom induktora sa DC stretáva s rovnocenným iba s drôtom cievky, čo spôsobuje trvivné poklesy napätia.Zavádzajte AC a cievky odvety, čím na svojich koncoch vyvoláva samohybnú elektromotívnu silu.Táto sila sa zarovná s aplikovaným napätím a bojuje proti pokusu AC o prejdenie.Induktory sú vodivé pre DC, reštriktívne na AC, a ako frekvencia stúpa, tak to aj ich odpor.Induktory sú spárované s kondenzátormi, sú nápomocné pri tvorbe LC filtrov, oscilátorov a iných komponentov obvodov, ako sú aktuálne slučky, transformátory a relé.

Kapacita

Obrázok 4: Kapacita

Kapacita, útočisko Charge, sa meria v Farads (F) a symbolizuje „C“.Zapomína spôsobilosť kondenzátora na ukladanie náboja a závisí od hojdania potenciálneho rozdielu.

V oblasti obvodov je kapacita kľúčová;Je to linchpin vo funkciách od vylepšenia napájania po skladovanie energie a dokonca aj spracovanie signálu.Náboj kondenzátora (Q), vydelený napätím (U) preklenujúcim svoje elektródy, definuje jeho kapacitu.Máme teda C, symbol, ktorý ohlasuje identitu kondenzátora.

Tu je rovnica, ktorá ich viaže: C = εs/d = εs/4πkd (vo vákuu) = q/u.

Konverzia jednotky

Jednotky morfujú cez stupnice v tapisérii Si: Farad (f) vetvy do milifaradu (MF), mikrofarad (µF), nanofarad (NF) a Picofarad (PF), z ktorých každý je šepotom alebo výkrikom v zbore kapacity.

Ak chcete navigovať v týchto stupniciach, nezabudnite:

1 Farad (F) sa rovná 1 000 milifarads (MF) alebo ohromujúcich miliónov mikrofárov (µF).

Mikrofarad (µF) sa prekladá na 1 000 nanofaradov (NF) alebo milión picofaradov (PF).

Obrázok 5: Konverzia jednotky

Vzorec

Ak je potenciálny rozdiel medzi týmito dvoma stupňami kondenzátora 1 V a náboj je 1 coulomb, potom kapacita kondenzátora je 1 farad.za hodinu.C = q/u.Hodnota kondenzátora však nie je určená Q (náboj) alebo U (napätie).Hodina.Kapacita je určená vzorcom: C = εs/4πkd.Kde ε je konštanta, S je oblasť smerujúca k pólom kondenzátora, D je vzdialenosť medzi stožiarmi kondenzátora a K je elektrostatická sila konštanta.Kapacita konvenčného kondenzátora s paralelnou doštičkou je C = εs/d (kde ε je dielektrická konštanta média medzi doskami, s je plocha platne a d je vzdialenosť medzi doskami).

Nájdite vzorec:

Vzorec na pripojenie niekoľkých kondenzátorov paralelne je C = C1+C2+C3+...+CN

Vzorec na pripojenie niekoľkých kondenzátorov v sérii: 1/C = 1/C1+1/C2+...+1/CN

Úloha kondenzátorov

Objatie

Kondenzátory obtoku sú zariadenia na ukladanie energie, ktoré vyvážia výstup regulátora a znižujú zaťaženie dodávaním energie miestnym zariadeniam.Rovnako ako malé batérie, obchádzky kondenzátorov nabíjajú a vypúšťajú zariadenie.

Oddelenie

Toto je skrat, známy tiež ako crossover.Z hľadiska obvodu, keď je kapacita zaťaženia relatívne veľká, musí riadiaci obvod nabíjať a vypustiť kondenzátor na dokončenie konverzie signálu.Ak je sklon strmý, prúd bude relatívne veľký, čo ovplyvní normálnu prevádzku.Predná pódium sa nazýva „spojka“.Funkciou oddeľovacieho kondenzátora je pôsobiť ako „batéria“, reagovať na zmeny v riadiacom obvode, vyhnúť sa vzájomnému rušeniu a ďalej znižovať vysokofrekvenčný odpor interferencie medzi napájaním a referenčnou zemou obvodu.

Filter

Teoreticky za predpokladu, že kondenzátor je čistý kondenzátor, čím väčší je kondenzátor, čím nižšia je impedancia a čím vyššia je frekvencia prúdu prúdiaceho cez ňu.V skutočnosti sú však kondenzátory nad 1 µF väčšinou elektrolytické kondenzátory s veľkými indukčnými komponentmi, takže prúdová frekvencia je vysoká, ale odpor sa zvyšuje.Niekedy uvidíte veľké elektrolytické kondenzátory paralelne s malými kondenzátormi.Veľké kondenzátory odfiltrujú nízke frekvencie a malé kondenzátory odfiltrujú vysoké frekvencie.Funkciou kondenzátora je previesť striedavý prúd na priamy prúd a blokovať vysoké frekvencie z nízkych frekvencií.Čím väčší je kondenzátor, tým ľahšie je vykonávať vysokofrekvenčný prúd.

Ukladanie energie

Skladovací kondenzátor zhromažďuje náboj cez usmerňovač a prenáša uloženú energiu na výstup napájania napájaním cez obvod prevodníka.Typicky sa hliníkové elektrolytické kondenzátory používajú s napätím v rozmedzí 40 až 450 V DC a kapacita v rozmedzí 220 až 150 000 μf.V závislosti od požiadaviek na energiu sú tieto zariadenia niekedy spojené v sérii, paralelne alebo v kombinácii.Pre napájacie zdroje väčšie ako 10 kW sa zvyčajne používajú väčšie kondenzátory skrutky.

To sa týka všetkého obsahu tohto článku.Ak máte akékoľvek otázky, neváhajte nás kontaktovať.Ariat vám okamžite odpovie.