pe 2023/12/18 1,659

Înțelegerea elementelor fundamentale: rezistența la inductanță și capacitația

În dansul complex al ingineriei electrice, un trio de elemente fundamentale are etapa centrală: inductanță, rezistență și capacitate.Fiecare poartă trăsături unice care dictează ritmurile dinamice ale circuitelor electronice.Aici, pornim într -o călătorie pentru a descifra complexitățile acestor componente, pentru a le descoperi rolurile lor distincte și utilizările practice în cadrul vastei orchestre electrice.Inductanță, cu vrăjitoria sa de flux magnetic;rezistență, portarul ferm al fluxului de curent;și capacitanță, custodul agil al încărcării electrice, toate converg pentru a crea simfonia care alimentează lumea noastră electronică.

Catalog

Rezistenţă

Figura 1: Rezistență

Rezistența - sfidarea înnăscută a unui dirijor la curentul electric - este notată de „R”.Mărimea sa se balansează pe dimensiunile conductorului, machiajul materialului și temperatura ambiantă.Invocând legea lui Ohm, articulăm această relație: i = u/r, astfel r = u/i.Ohm, simbolizat de litera greacă omega (ω), este măsura rezistenței, cu rudele sale: kiloohm (kΩ), megohm (Mω) și miliohm (MΩ).

Un ohm solitar definește rezistența atunci când un volt coaxează un amper prin conductor.

Rezistențe Serviți ca gardieni la porți, limitați graba curentului electric.Termenul „rezistor” nu numai că denotă o proprietate, ci și întemeiază componentele concepute pentru a o menține.

Iată o imagine a acestor componente:

Întemeiate din materiale care se împiedică de fluxul curentului, rezistențele adoptă o formă menită să domnească în haosul electric în interiorul unui circuit.Rezistențele fixe stau la sol, imuabile.În schimb, potențiometrul sau reostatul - rezistențe variabile - permit o variație controlată a rezistenței.

O rezistență ideală este liniară, iar curentul instantaneu prin ea este proporțional cu tensiunea instantanee aplicată la ea.Pentru unele rezistențe speciale, cum ar fi termistoarele, variatoarele și elementele de detectare, există o relație neliniară între tensiune și curent.

Principiul de bază

Rezistența este formată din trei părți: corpul rezistenței, cadrul și terminalul (corpul rezistenței și cadrul SSR sunt combinate într -unul).Doar rezistența determină valoarea rezistenței.

Clasificarea caracteristicilor curentului și tensiunii

Rezistența unui conductor este aproape constantă la o anumită temperatură.Peste o anumită valoare, această rezistență se numește rezistență liniară.Valoarea de rezistență a unor rezistențe se schimbă foarte mult cu curentul (sau tensiunea), iar caracteristica tensiunii curent arată o curbă.Acest tip de rezistență se numește rezistență neliniară.Aceste relații neliniare sunt adesea necesare în circuitele electronice.

Rezistență de siguranțe: numită și rezistență de siguranțe, în general joacă rolul dublu al rezistenței și al siguranței.Când un circuit nu reușește și puterea depășește ratingul său, arde ca o siguranță, rupând circuitul..Rezistențele de siguranță au de obicei valori de rezistență scăzute (0,33Ω până la 10kΩ) și putere redusă.

Rezistențe sensibile.Rezistențele sensibile sunt sensibile la anumite cantități fizice (cum ar fi temperatura, umiditatea, lumina, tensiunea, forța mecanică, concentrația de gaz etc.).Când aceste cantități fizice se schimbă, rezistența rezistenței sensibile se schimbă.Variabilitate.Se schimbă în funcție de modificările cantităților fizice și reprezintă valori de rezistență diferite.În funcție de cantitățile fizice sensibile, rezistențele sensibile pot fi împărțite în rezistențe sensibile la temperatură, sensibile la umiditate, sensibile la lumină, sensibile la presiune, sensibile la forță, sensibile magnetice și sensibile sensibile la gaz.Materialele utilizate în rezistențe sensibile sunt aproape întotdeauna materiale semiconductoare.Aceste rezistențe sunt, de asemenea, numite rezistențe semiconductoare.

Rolul rezistenței

Dacă rezistența rezistenței este aproape de 0Ω, atunci rezistența nu are efect asupra prevenirii fluxului de curent.Circuitul conectat în paralel cu acest rezistor este scurtat și curentul devine infinit.Dacă rezistența este infinită sau foarte mare, bucla în serie cu rezistența poate fi considerată un circuit deschis, iar curentul este zero.

Rezistențele utilizate frecvent în industrie se încadrează undeva între aceste două extreme.Are o anumită valoare de rezistență și poate transporta un anumit curent.Rezistențele sunt utilizate în principal în circuite pentru a regla și stabiliza curentul și tensiunea.Acestea pot fi utilizate ca șunturi, divizoare de tensiune și circuite de potrivire a sarcinii.În funcție de cerințele circuitului, feedback negativ sau circuitele amplificatorului de feedback pozitiv, convertoarele de tensiune la curent, supratensiunea de intrare sau componentele de protecție la supracurent pot fi, de asemenea, utilizate, iar circuitul RC poate fi utilizat ca oscilator, filtru, bypass, diferențial, integrator și integrator și integratorCircuite de sincronizare, componente configurate permanent.

Inductor

Figura 2: Inductor

Un inductor, de asemenea, etichetat ca inductor reactiv, se află în sfidarea schimbărilor de curent - este forța electromotivă un scut împotriva ebb -ului și fluxului de curent.Structural asemănător cu o înfășurare a transformatorului singur, un inductor se căsătorește de obicei cu bobina, scutul și miezul într -o entitate singulară.În starea sa ticăloasă, un inductor rezistă curentului cu rezolvarea stoică, opus cu fermitate, în funcție de încălcarea circuitului.

Simbol pentru inductanță: L.

Unitatea de inductanță este Henry (H), cu rudele sale mai mici Millihenry (MH) și microhenry (μH).Conversia este crocantă: 1H = 10^3MH = 10^6μH = 10^9NH.

Concentrarea pe parametrii de bază:

Inductanţă

Această trăsătură auto-reflectorizantă se ridică la priceperea magnetică a unui inductor.Înrădăcinată în rândurile bobinei, strategia de înfășurare, prezența și materialul nucleului, inductanța este o informație a capacității de inducție magnetică.Mai multe viraje, mai multă etanșare - mai mult inductanță.Un nucleu magnetic amplifică în continuare acest efect, permeabilitatea miezului proporțional direct cu ascensiunea inductanței.

Unitatea de bază a inductanței este găina, reprezentată de litera „H”.Unitățile utilizate în mod obișnuit sunt Millihenries (MH) și Microhenries (μH).Relația dintre ele este: 1H = 1000mh, 1MH = 1000μH.

Curent evaluat

Curentul nominal este curentul maxim pe care inductorul îl poate gestiona în condiții de operare acceptabile.Dacă curentul de funcționare depășește curentul nominal, inductorul își va schimba parametrii de funcționare din cauza căldurii și poate chiar arde din cauza supracurentului.

Figura 3: miez magnetic

Utilizare funcțională

Inductorul din circuit joacă în principal rolul de protecție a semnalului, filtrare a zgomotului, stabilizare curentă și suprimare a interferenței electromagnetice, precum și filtrarea, generarea, întârzierea și suprimarea funcțiilor.Cel mai frecvent rol al unui inductor într -un circuit este formarea unui circuit de filtru LC cu un condensator.Condensatorii au caracteristicile „blocarea DC și blocarea AC”, în timp ce inductorii au caracteristicile „trecerii DC și blocarea AC”.Când un curent continuu care conține o cantitate mare de zgomot curge prin circuitul filtrului LC, semnalul de curent alternativ este absorbit de căldura din inductor.

Explicaţie

În lexicul curenților direcți (DC), „Forward DC” semnalează dezangajarea unui inductor.În cazul în care rezistența la bobină a inductorului este omisă, DC găsește o cale de cea mai mică rezistență, care curge fără obstacole.De obicei, rezistența bobinei la DC este minusculă, aproape neglijabilă în analize.

Rezistența AC este o altă poveste.Aici, un inductor acționează ca o santineză, combaterea fluxului de curent alternativ (AC) cu reactanța sa inductivă - un rezistor la propriu.

Inductorii sunt antiteza condensatoare , campioni ai continuității pentru DC și bariere împotriva neplăcerii AC.Printr -un inductor, DC întâlnește rezistența echivalentă numai cu firul bobinei, provocând o cădere de tensiune banală.Introduceți AC, iar bobina se ripostează, conjurând o forță electromotivă auto-indusă la capetele sale.Această forță se aliniază cu tensiunea aplicată, combaterea încercării AC de a trece.Inductorii sunt conductivi la DC, restrictive la AC și, pe măsură ce frecvența urcă, la fel și rezistența lor.Împerecheat cu condensatoare, inductorii sunt instrumentali în artizanatul Filtrelor LC, oscilatoarelor și altor componente ale circuitului, cum ar fi buclele actuale, transformatoarele și releele.

Capacitate

Figura 4: Capacitate

Capacitatea, refugiul încărcăturii, este măsurată în Farads (F) și simbolizată de „C”.Încapsulează aptitudinea unui condensator pentru stocarea sarcinii, contingent de influența diferenței de potențial.

Pe tărâmul circuitelor, capacitatea este pivotă;Este Linchpin în funcții care variază de la rafinarea sursei de energie până la depozitarea energiei și chiar procesarea semnalului.Încărcarea condensatorului (Q), împărțită la tensiunea (U) care se întinde pe electrozii săi, definește capacitatea sa.Astfel, avem C, simbolul care anunță identitatea unui condensator.

Iată ecuația care le leagă: c = εs/d = εs/4πkd (în vid) = q/u.

Conversia unității

Unitățile se transformă pe solzi în tapiseria Si: ramurile Farad (F) în Millifarad (MF), microfarad (µf), Nanofarad (NF) și Picofarad (PF), fiecare un șoaptă sau un strigăt în corul Capacității.

Pentru a naviga aceste scale, amintiți -vă:

1 Farad (F) este egal cu 1000 Millifarads (MF) sau un milioane de microfarade uimitoare (µF).

Un microfarad (µf) se traduce la 1000 de nanofarade (NF) sau un milion de picofarads (PF).

Figura 5: Conversia unității

Formula

Dacă diferența de potențial între cele două etape ale unui condensator este de 1 V, iar încărcarea este de 1 coulomb, atunci capacitatea condensatorului este 1 Farad.pe oră.C = q/u.Cu toate acestea, valoarea condensatorului nu este determinată de q (încărcare) sau u (tensiune).Oră.Capacitatea este determinată de formula: c = εs/4πkd.În cazul în care ε este o constantă, S este zona orientată spre stâlpii condensatorului, D este distanța dintre poli condensatori, iar k este constanta de forță electrostatică.Capacitatea unui condensator convențional de plăci paralel este C = εs/D (unde ε este constanta dielectrică a mediului dintre plăci, S este zona plăcii, iar D este distanța dintre plăci).

Găsiți formula:

Formula pentru conectarea mai multor condensatoare în paralel este C = C1+C2+C3+...+CN

Formula pentru conectarea mai multor condensatoare din seria: 1/c = 1/c1+1/c2+...+1/cn

Rolul condensatorilor

Bypass

Condensatoarele de bypass sunt dispozitive de stocare a energiei care echilibrează ieșirea regulatorului și reduc sarcina furnizând energie dispozitivelor locale.La fel ca bateriile mici, condensatoarele de bypass încărcă și descarcă dispozitivul.

Decuplare

Acesta este un șunt, cunoscut și sub numele de crossover.Din punct de vedere al circuitului, când capacitatea de încărcare este relativ mare, circuitul de control trebuie să încarce și să descarce condensatorul pentru a completa conversia semnalului.Dacă panta este abruptă, curentul va fi relativ mare, afectând funcționarea normală.Etapa din față se numește „ambreiaj”.Funcția condensatorului de decuplare este de a acționa ca o „baterie”, de a răspunde la modificările circuitului de control, de a evita interferența reciprocă și de a reduce în continuare rezistența de interferență de înaltă frecvență între sursa de alimentare și solul de referință a circuitului.

Filtra

Teoretic, presupunând că condensatorul este un condensator pur, cu cât condensatorul este mai mare, cu atât este mai mică impedanța și cu atât frecvența curentului curge prin acesta.Dar, în realitate, condensatorii de peste 1 µF sunt în mare parte condensatori electrolitici cu componente inductive mari, deci frecvența curentă este ridicată, dar rezistența crește.Uneori veți vedea condensatoare electrolitice mari în paralel cu condensatoare mici.Condensatoarele mari filtrează frecvențele joase și condensatoarele mici filtrează frecvențele înalte.Funcția unui condensator este de a converti curentul alternativ în curent direct și de a bloca frecvențele înalte de la frecvențe joase.Cu cât condensatorul este mai mare, cu atât este mai ușor să efectuați curent de înaltă frecvență.

Depozitarea energiei

Condensatorul de depozitare colectează încărcare prin redresor și transferă energia stocată la ieșirea sursei de alimentare prin circuitul convertorului.De obicei, condensatoarele electrolitice din aluminiu sunt utilizate cu un rating de tensiune în intervalul 40 până la 450 V DC și o capacitate în intervalul 220 până la 150.000 μF.În funcție de cerințele de putere, aceste dispozitive sunt uneori conectate în serie, în paralel sau în combinație.Pentru sursele de alimentare mai mari de 10 kW, de obicei se folosesc condensatoare mai mari cu șuruburi.

Aceasta acoperă tot conținutul acestui articol.Dacă aveți întrebări, nu ezitați să ne contactați.Ariat vă va răspunde prompt.