στο 2023/12/18 1,660

Κατανόηση των θεμελιωδών στοιχείων: Αντίσταση επαγωγής, και καταφύγιο

Στον περίπλοκο χορό της Ηλεκτρολόγων Μηχανικών, ένα τρίο θεμελιωδών στοιχείων παίρνει το κεντρικό στάδιο: επαγωγή, αντίσταση και χωρητικότητα.Κάθε φέρει μοναδικά χαρακτηριστικά που υπαγορεύουν τους δυναμικούς ρυθμούς ηλεκτρονικών κυκλωμάτων.Εδώ, ξεκινάμε ένα ταξίδι για να αποκρυπτογραφήσουμε τις πολυπλοκότητες αυτών των εξαρτημάτων, για να αποκαλύψουμε τους ξεχωριστούς ρόλους και τις πρακτικές του χρήσεις μέσα στην τεράστια ηλεκτρική ορχήστρα.Την επαγωγή, με τη μαγνητική του μαγεία ροής.Αντίσταση, ο σταθερός πύργος της ροής ρεύματος.και η χωρητικότητα, ο ευέλικτος θεματοφύλακας του ηλεκτρικού φορτίου, όλοι συγκλίνουν για να δημιουργήσουν τη συμφωνία που εξουσιάζει τον ηλεκτρονικό μας κόσμο.

Κατάλογος

Αντίσταση

Εικόνα 1: Αντίσταση

Η αντίσταση - η έμφυτη αντίθεση του αγωγού στο ηλεκτρικό ρεύμα - υποδηλώνεται από το «R».Το μέγεθος του εξαρτάται από τις διαστάσεις του αγωγού, το υλικό μακιγιάζ και τη θερμοκρασία περιβάλλοντος.Επικαλούμενη το νόμο του Ohm, διατυπώνουμε αυτή τη σχέση: i = u/r, έτσι r = u/i.Το ohm, που συμβολίζεται από το ελληνικό γράμμα Omega (ω), στέκεται ως μέτρο της αντίστασης, με τους συγγενείς του: το kiloohm (kΩ), το megohm (MΩ) και το milliohm (MΩ).

Ένα μοναχικό ohm ορίζει την αντίσταση όταν ένα βολτ ομοιάζει ένα αμπέρ μέσω του αγωγού.

Αντιστάσεις Σερβίρετε ως κηδεμόνες στις πύλες, περιορίζοντας τη βιασύνη του ηλεκτρικού ρεύματος.Ο όρος «αντίσταση» όχι μόνο υποδηλώνει μια ιδιοκτησία αλλά και τους Χριστιανούς τα ίδια τα συστατικά που έχουν σχεδιαστεί για να το υποστηρίξουν.

Ακολουθεί ένα στιγμιότυπο αυτών των εξαρτημάτων:

Διαμορφωμένο από υλικά που παρεμποδίζουν τη ροή του ρεύματος, οι αντιστάσεις υιοθετούν μια μορφή που προορίζεται να βασιλεύει σε ηλεκτρικό χάος μέσα σε ένα κύκλωμα.Οι σταθερές αντιστάσεις στέκονται στο έδαφός τους, αμετάβλητοι.Αντίθετα, οι ποτενσιόμετρο ή οι μεταβλητοί αντιστάσεις - παραβλέπουν για μια ελεγχόμενη διακύμανση της αντίστασης.

Μια ιδανική αντίσταση είναι γραμμική και το στιγμιαίο ρεύμα μέσω αυτού είναι ανάλογη προς την στιγμιαία τάση που εφαρμόζεται σε αυτό.Για ορισμένες ειδικές αντιστάσεις, όπως θερμίστορ, μεταφορέων και στοιχεία ανίχνευσης, υπάρχει μια μη γραμμική σχέση μεταξύ τάσης και ρεύματος.

Η βασική αρχή

Η αντίσταση αποτελείται από τρία μέρη: το σώμα της αντίστασης, το πλαίσιο και το τερματικό (το σώμα της αντίστασης και το πλαίσιο SSR συνδυάζονται σε ένα).Μόνο η αντίσταση καθορίζει την τιμή αντίστασης.

Ταξινόμηση των χαρακτηριστικών ρεύματος και τάσης

Η αντίσταση ενός αγωγού είναι σχεδόν σταθερή σε μια ορισμένη θερμοκρασία.Πάνω από μια συγκεκριμένη τιμή, αυτή η αντίσταση ονομάζεται γραμμική αντίσταση.Η τιμή αντίστασης ορισμένων αντιστάσεων αλλάζει σημαντικά με το ρεύμα (ή την τάση) και το χαρακτηριστικό της τάσης ρεύματος δείχνει μια καμπύλη.Αυτός ο τύπος αντίστασης ονομάζεται μη γραμμική αντίσταση.Αυτές οι μη γραμμικές σχέσεις χρειάζονται συχνά σε ηλεκτρονικά κυκλώματα.

Αντίσταση ασφαλειών: Επίσης ονομάζεται αντίσταση ασφαλειών, παίζει γενικά τον διπλό ρόλο της αντίστασης και της ασφάλειας.Όταν ένα κύκλωμα αποτύχει και η ισχύς υπερβαίνει την βαθμολογία του, καίγεται σαν ασφάλεια, σπάζοντας το κύκλωμα..Οι αντιστάσεις ασφαλειών συνήθως έχουν χαμηλές τιμές αντίστασης (0,33Ω έως 10kΩ) και χαμηλή ισχύ.

Ευαίσθητες αντιστάσεις.Οι ευαίσθητες αντιστάσεις είναι ευαίσθητες σε ορισμένες φυσικές ποσότητες (όπως η θερμοκρασία, η υγρασία, το φως, η τάση, η μηχανική δύναμη, η συγκέντρωση αερίου κλπ.).Όταν αλλάζουν αυτές οι φυσικές ποσότητες, αλλάζει επίσης η αντίσταση της ευαίσθητης αντίστασης.Μεταβλητότητα.Αλλάζει σύμφωνα με τις αλλαγές στις φυσικές ποσότητες και αντιπροσωπεύει διαφορετικές τιμές αντίστασης.Σύμφωνα με τις ευαίσθητες φυσικές ποσότητες, οι ευαίσθητες αντιστάσεις μπορούν να χωριστούν σε ευαίσθητες σε θερμοκρασία, ευαίσθητες στην υγρασία, ευαίσθητα στο φως, ευαίσθητες στην πίεση, ευαίσθητες σε δύναμη, ευαίσθητες σε αέριο και ευαίσθητες σε αέριο ευαίσθητες αντιστάσεις.Τα υλικά που χρησιμοποιούνται σε ευαίσθητες αντιστάσεις είναι σχεδόν πάντα υλικά ημιαγωγών.Αυτές οι αντιστάσεις ονομάζονται επίσης αντιστάσεις ημιαγωγών.

Ο ρόλος της αντίστασης

Εάν η αντίσταση της αντίστασης είναι κοντά στο 0Ω, τότε η αντίσταση δεν έχει καμία επίδραση στην πρόληψη της ροής του ρεύματος.Το κύκλωμα που συνδέεται παράλληλα με αυτή την αντίσταση είναι βραχυκυκλωμένο και το ρεύμα γίνεται άπειρο.Εάν η αντίσταση είναι άπειρη ή πολύ μεγάλη, ο βρόχος σε σειρά με την αντίσταση μπορεί να θεωρηθεί ανοιχτό και το ρεύμα είναι μηδέν.

Οι αντιστάσεις που χρησιμοποιούνται συνήθως στη βιομηχανία πέφτουν κάπου μεταξύ αυτών των δύο άκρων.Έχει μια ορισμένη τιμή αντίστασης και μπορεί να φέρει ένα συγκεκριμένο ρεύμα.Οι αντιστάσεις χρησιμοποιούνται κυρίως σε κυκλώματα για τη ρύθμιση και τη σταθεροποίηση του ρεύματος και της τάσης.Μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αποκλίνουσες, διαχωριστές τάσης και κυκλώματα αντιστοίχισης φορτίου.Ανάλογα με τις απαιτήσεις του κυκλώματος, τα αρνητικά ανατροφοδότηση ή τα κυκλώματα θετικής ανάδρασης ενισχυτή, οι μετατροπείς τάσης προς το ρεύμα, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν υπερβολική προστασία εισόδου ή υπερβολική προστασία και το κύκλωμα RC μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ταλαντωτής, φίλτρο, παράκαμψη, διαφορικός, ολοκληρωτής καιΤα κυκλώματα χρονισμού, τα μόνιμα διαμορφωμένα εξαρτήματα.

Επαγωγέας

Εικόνα 2: επαγωγέας

Ένας επαγωγέας, επίσης επισημασμένος ως αντιδραστικός επαγωγέας, βρίσκεται σε αντίθεση με την τρέχουσα αλλαγή - η ηλεκτρομαγνητική δύναμη είναι μια ασπίδα ενάντια στην απόρριψη και η ροή του ρεύματος.Δομικά παρόμοια με μια περιτύλιξη μετασχηματιστή μοναχικού, ένας επαγωγέας συνήθως παντρεύει το πηνίο, την ασπίδα και τον πυρήνα σε μια μοναδική οντότητα.Στην ηρεμία του, ένας επαγωγέας αντιστέκεται στο ρεύμα με το Stoic Resolve, αντίθετη αντίθετη ροή στην παραβίαση του κυκλώματος.

Σύμβολο για επαγωγή: L.

Η μονάδα επαγωγής είναι ο Henry (H), με τους μικρότερους συγγενείς της το Millihenry (MH) και το μικροεγκεφαλικό (μh).Η μετατροπή είναι τραγανή: 1Η = 10^3MH = 10^6μH = 10^9NH.

Εστιάζοντας στις βασικές παραμέτρους:

Επαγωγή

Αυτό το αυτο-ανακλαστικό χαρακτηριστικό μέβλεψε τη μαγνητική ανδρεία ενός επαγωγέα.Οι ριζωμένες στις στροφές του πηνίου, η στρατηγική περιέλιξης, η παρουσία και το υλικό του πυρήνα, η επαγωγή είναι μια αφαίρεση της ικανότητας μαγνητικής επαγωγής.Περισσότερες στροφές, περισσότερη σφίξιμο - περισσότερη επαγωγή.Ένας μαγνητικός πυρήνας ενισχύει περαιτέρω αυτό το αποτέλεσμα, τη διαπερατότητα του πυρήνα άμεσα ανάλογη με την ανάληψη επαγωγής.

Η βασική μονάδα επαγωγικής είναι ο Hen, που αντιπροσωπεύεται από το γράμμα "H".Οι συνήθως χρησιμοποιούμενες μονάδες είναι Millihenries (MH) και μικροεγκεφαλίες (μh).Η σχέση μεταξύ τους είναι: 1Η = 1000mH, 1MH = 1000μH.

Ονομαστικό ρεύμα

Το ονομαστικό ρεύμα είναι το μέγιστο ρεύμα που ο επαγωγέας μπορεί να χειριστεί υπό αποδεκτές συνθήκες λειτουργίας.Εάν το ρεύμα λειτουργίας υπερβαίνει το ονομαστικό ρεύμα, ο επαγωγέας θα αλλάξει τις παραμέτρους λειτουργίας του λόγω θερμότητας και μπορεί ακόμη και να καεί εξαιτίας υπερέντασης.

Εικόνα 3: Μαγνητικός πυρήνας

Λειτουργική χρήση

Ο επαγωγέας στο κύκλωμα παίζει κυρίως το ρόλο της θωράκισης σήματος, του φιλτραρίσματος θορύβου, της σταθεροποίησης ρεύματος και της καταστολής των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών, καθώς και του φιλτραρίσματος, της δημιουργίας, της καθυστέρησης και της καταστολής των λειτουργιών.Ο πιο συνηθισμένος ρόλος ενός επαγωγέα σε ένα κύκλωμα είναι να σχηματίσει ένα κύκλωμα φίλτρου LC με πυκνωτή.Οι πυκνωτές έχουν τα χαρακτηριστικά του "μπλοκάρισμα DC και μπλοκάρισμα AC", ενώ οι επαγωγείς έχουν τα χαρακτηριστικά του "Passing DC και του Blocking AC".Όταν ένα ρεύμα DC που περιέχει μια μεγάλη ποσότητα θορύβου ρέει μέσω του κυκλώματος φίλτρου LC, το ψευδές σήμα AC απορροφάται από τη θερμότητα στον επαγωγέα.

Εξήγηση

Στο λεξικό των άμεσων ρευμάτων (DC), το "Forward DC" σηματοδοτεί την αποσύνδεση ενός επαγωγέα.Εάν παραλειφθεί η αντίσταση του πηνίου του επαγωγέα, η DC βρίσκει μια διαδρομή με ελάχιστη αντίσταση, που ρέει απροσδόκητη.Συνήθως, η αντίσταση του πηνίου σε DC είναι μικροσκοπική, σχεδόν αμελητέα στις αναλύσεις.

Η αντίσταση AC είναι μια άλλη ιστορία.Εδώ, ένας επαγωγέας ενεργεί ως φρουρός, αντισταθμίζοντας τη ροή του εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) με την επαγωγική του αντίδραση - μια αντίσταση από μόνη της.

Οι επαγωγείς είναι η αντίθεση του πυκνωτής , πρωταθλητές της συνέχειας για DC και εμπόδια ενάντια στην ασταθής του AC.Μέσω ενός επαγωγέα, το DC συναντά αντίσταση ισοδύναμη μόνο με το σύρμα του πηνίου, προκαλώντας μια ασήμαντη πτώση τάσης.Εισαγάγετε το AC και το πηνίο αντιποίβαζε, δημιουργώντας μια αυτο-επαγόμενη δύναμη ηλεκτρομαγνητικής δύναμης στα άκρα του.Αυτή η δύναμη ευθυγραμμίζεται με την εφαρμοζόμενη τάση, αντισταθμίζοντας την προσπάθεια του AC να περάσει.Οι επαγωγείς είναι αγώγιμοι σε DC, περιοριστικοί στο AC, και καθώς η συχνότητα ανεβαίνει, το ίδιο συμβαίνει και με την αντίστασή τους.Σε συνδυασμό με πυκνωτές, οι επαγωγείς είναι καθοριστικοί για τη δημιουργία φίλτρων LC, ταλαντωτών και άλλων στοιχείων κυκλώματος όπως βρόχους ρεύματος, μετασχηματιστές και ρελέ.

Χωρητικότητα

Εικόνα 4: χωρητικότητα

Η χωρητικότητα, το καταφύγιο του φορτίου, μετράται στο Farads (F) και συμβολίζεται από το «C».Ενσωματώνει την επάρκεια ενός πυκνωτή για την αποθήκευση φορτίου, που εξαρτάται από την κυριαρχία της διαφοράς.

Στον τομέα των κυκλωμάτων, η χωρητικότητα είναι καθοριστική.Είναι το linchpin σε λειτουργίες που κυμαίνονται από την εξευγενισμό τροφοδοσίας έως την αποθήκευση ενέργειας και ακόμη και την επεξεργασία σήματος.Το φορτίο του πυκνωτή (Q), διαιρούμενο με την τάση (U) που καλύπτει τα ηλεκτρόδια του, ορίζει την χωρητικότητα του.Έτσι, έχουμε το C, το σύμβολο που αναφέρει την ταυτότητα ενός πυκνωτή.

Εδώ είναι η εξίσωση που τους δεσμεύει: c = ες/d = ες/4πKD (σε κενό) = q/u.

Μετατροπή μονάδας

Οι μονάδες μεταμορφώνονται σε κλίμακες στο Si Tapestry: οι κλάδοι Farad (F) σε Millifarad (MF), Microfarad (μF), Nanofarad (NF) και Picofarad (PF), το καθένα ένα ψίθυρο ή μια φωνή στη χορωδία της χωρητικότητας.

Για να περιηγηθείτε σε αυτές τις κλίμακες, θυμηθείτε:

1 Farad (F) ισούται με 1000 Millifarads (MF) ή ένα εντυπωσιακό εκατομμύριο μικροφλακές (μF).

Ένα microfarad (μF) μεταφράζεται σε 1000 nanofarads (NF) ή ένα εκατομμύριο picofarads (PF).

Εικόνα 5: Μετατροπή μονάδας

Τύπος

Εάν η διαφορά δυναμικού μεταξύ των δύο σταδίων σε έναν πυκνωτή είναι 1 V και η φόρτιση είναι 1 coulomb, τότε η χωρητικότητα του πυκνωτή είναι 1 Farad.ανά ώρα.C = q/u.Ωστόσο, η τιμή του πυκνωτή δεν καθορίζεται από Q (φορτίο) ή U (τάση).Ωρα.Η χωρητικότητα καθορίζεται από τον τύπο: c = ες/4πKD.Όπου ε είναι σταθερά, το S είναι η περιοχή που βλέπει στους πόλους πυκνωτή, D είναι η απόσταση μεταξύ των πόλων πυκνωτών και το Κ είναι η σταθερά ηλεκτροστατικής δύναμης.Η χωρητικότητα ενός συμβατικού πυκνωτή παράλληλης πλάκας είναι C = ες/d (όπου ε είναι η διηλεκτρική σταθερά του μέσου μεταξύ των πλακών, S είναι η περιοχή της πλάκας και D είναι η απόσταση μεταξύ των πλακών).

Βρείτε τον τύπο:

Ο τύπος για τη σύνδεση πολλών πυκνωτών παράλληλα είναι C = C1+C2+C3+...+CN

Ο τύπος για τη σύνδεση πολλών πυκνωτών σε σειρά: 1/c = 1/c1+1/c2+...+1/cn

Ο ρόλος των πυκνωτών

Πάροδος

Οι πυκνωτές παράκαμψης είναι συσκευές αποθήκευσης ενέργειας που εξισορροπούν την παραγωγή ρυθμιστή και μειώνουν το φορτίο παρέχοντας ισχύ σε τοπικές συσκευές.Όπως οι μικρές μπαταρίες, οι πυκνωτές παράκαμψης φορτίζουν και εκφορτώνουν τη συσκευή.

Αποσύνδεση

Αυτή είναι μια διακλάδωση, επίσης γνωστή ως crossover.Από την άποψη του κυκλώματος, όταν η χωρητικότητα φορτίου είναι σχετικά μεγάλη, το κύκλωμα ελέγχου πρέπει να φορτίζει και να εκφορτώνει τον πυκνωτή για να ολοκληρώσει τη μετατροπή σήματος.Εάν η κλίση είναι απότομη, το ρεύμα θα είναι σχετικά μεγάλο, επηρεάζοντας την κανονική λειτουργία.Το μπροστινό στάδιο ονομάζεται "συμπλέκτης".Η λειτουργία του πυκνωτή αποσύνδεσης είναι να ενεργεί ως "μπαταρία", να ανταποκριθεί στις αλλαγές στο κύκλωμα ελέγχου, να αποφευχθεί η αμοιβαία παρεμβολή και να μειώσει περαιτέρω την αντίσταση παρεμβολών υψηλής συχνότητας μεταξύ της παροχής ρεύματος και του εδάφους αναφοράς κυκλώματος.

Φίλτρο

Θεωρητικά, υποθέτοντας ότι ο πυκνωτής είναι ένας καθαρός πυκνωτής, τόσο μεγαλύτερος είναι ο πυκνωτής, τόσο χαμηλότερη είναι η σύνθετη αντίσταση και όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα του ρεύματος που ρέει μέσω του.Αλλά στην πραγματικότητα, οι πυκνωτές άνω των 1 μF είναι κυρίως ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές με μεγάλα επαγωγικά συστατικά, οπότε η τρέχουσα συχνότητα είναι υψηλή, αλλά η αντίσταση αυξάνεται.Μερικές φορές θα δείτε μεγάλους ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές παράλληλα με μικρούς πυκνωτές.Οι μεγάλοι πυκνωτές φιλτράρουν χαμηλές συχνότητες και οι μικροί πυκνωτές φιλτράρουν υψηλές συχνότητες.Η λειτουργία ενός πυκνωτή είναι η μετατροπή εναλλασσόμενου ρεύματος σε άμεσο ρεύμα και να εμποδίζει τις υψηλές συχνότητες από χαμηλές συχνότητες.Όσο μεγαλύτερος είναι ο πυκνωτής, τόσο πιο εύκολο είναι να διεξάγεται ρεύμα υψηλής συχνότητας.

Αποθήκευση ενέργειας

Ο πυκνωτής αποθήκευσης συλλέγει φορτίο μέσω του ανορθωτή και μεταφέρει την αποθηκευμένη ενέργεια στην έξοδο της τροφοδοσίας μέσω του κυκλώματος μετατροπέα.Συνήθως, οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές αλουμινίου χρησιμοποιούνται με βαθμολογία τάσης στην περιοχή των 40 έως 450 V DC και χωρητικότητα που κυμαίνονται από 220 έως 150.000 μF.Ανάλογα με τις απαιτήσεις ισχύος, αυτές οι συσκευές συνδέονται μερικές φορές σε σειρά, παράλληλα ή σε συνδυασμό.Για τροφοδοτικά μεγαλύτερα από 10 kW χρησιμοποιούνται συνήθως μεγαλύτεροι πυκνωτές βιδών.

Αυτό καλύπτει όλο το περιεχόμενο αυτού του άρθρου.Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας.Ο Ariat θα σας απαντήσει αμέσως.