Inzicht in de basisprincipes: inductantieweerstand en capaciteit
In de ingewikkelde dans van elektrotechniek staat een trio van fundamentele elementen centraal: inductantie, weerstand en capaciteit.Elk draagt unieke eigenschappen die de dynamische ritmes van elektronische circuits bepalen.Hier beginnen we aan een reis om de complexiteit van deze componenten te ontcijferen, om hun verschillende rollen en praktische toepassingen binnen het enorme elektrische orkest te ontdekken.Inductantie, met zijn magnetische fluxwizard;Weerstand, de standvastige poortwachter van de stroomstroom;en capaciteit, de Agile Custodian of Electric Charge, komen allemaal samen om de symfonie te creëren die onze elektronische wereld aandrijft.
Weerstand - de aangeboren uitdaging van een geleider tegen elektrische stroom - wordt aangeduid met 'R'.De omvang ervan hangt af van de afmetingen van de geleider, materiaalmake -up en de omgevingstemperatuur.Als we de wet van Ohm oproepen, verwoorden we deze relatie: i = u/r, dus r = u/i.De ohm, gesymboliseerd door de Griekse letter Omega (ω), staat als de maatregel van de weerstand, met zijn verwanten: de kiloohm (kω), megohm (mΩ) en Milliohm (mΩ).
Een solitaire ohm definieert de weerstand wanneer één volt één ampère door de geleider overhaalt.
Weerstanden dienen als de voogden aan de poorten en beteugelen de haast van de elektrische stroom.De term 'weerstand' geeft niet alleen een eigendom aan, maar wordt ook de componenten die zijn ontworpen om het te handhaven, ook gestrimt.
Hier is een momentopname van deze componenten:
Gevormd uit materialen die naar de stroom van stroom schieten, nemen weerstanden een vorm aan die bedoeld is om te regeren in elektrische chaos in een circuit.Vaste weerstanden staan hun grond, onveranderlijk.Daarentegen zijn de potentiometer of reostaat - zonder variabele weerstanden - voor een gecontroleerde variantie in weerstand.
Een ideale weerstand is lineair en de momentane stroom erdoor is evenredig met de momentane spanning die erop wordt toegepast.Voor sommige speciale weerstanden, zoals thermistors, varistors en detectie-elementen, is er een niet-lineair verband tussen spanning en stroom.
Het basisprincipe
De weerstand bestaat uit drie delen: het weerstands lichaam, het frame en de terminal (het weerstands lichaam en het SSR -frame worden gecombineerd tot één).Alleen de weerstand bepaalt de weerstandswaarde.
Classificatie van stroom- en spanningskenmerken
De weerstand van een geleider is bijna constant bij een bepaalde temperatuur.Boven een bepaalde waarde wordt deze weerstand lineaire weerstand genoemd.De weerstandswaarde van sommige weerstanden verandert sterk met stroom (of spanning), en de stroomspanningskarakteristiek toont een curve.Dit type weerstand wordt een niet -lineaire weerstand genoemd.Deze niet -lineaire relaties zijn vaak nodig in elektronische circuits.
(1) Zekeringweerstand: ook wel zekeringweerstand genoemd, het speelt in het algemeen de dubbele rol van weerstand en zekering.Wanneer een circuit faalt en het vermogen zijn beoordeling overschrijdt, brandt het als een lont en breken het circuit..Zekeringweerstanden hebben typisch lage weerstandswaarden (0,33Ω tot 10kΩ) en laag vermogen.
(2) Gevoelige weerstanden.Gevoelige weerstanden zijn gevoelig voor bepaalde fysieke hoeveelheden (zoals temperatuur, vochtigheid, licht, spanning, mechanische kracht, gasconcentratie, enz.).Wanneer deze fysieke hoeveelheden veranderen, verandert de weerstand van de gevoelige weerstand ook.Variabiliteit.Het verandert volgens veranderingen in fysieke hoeveelheden en vertegenwoordigt verschillende weerstandswaarden.Volgens de gevoelige fysieke hoeveelheden kunnen gevoelige weerstanden worden onderverdeeld in temperatuurgevoelige, vochtgevoelige, lichtgevoelige, drukgevoelige, krachtgevoelige, magnetische gevoelige en gasgevoelige gevoelige weerstanden.De materialen die in gevoelige weerstanden worden gebruikt, zijn bijna altijd halfgeleidermaterialen.Deze weerstanden worden ook halfgeleiderweerstanden genoemd.
De rol van weerstand
Als de weerstand van de weerstand dicht bij 0Ω is, heeft de weerstand geen effect op het voorkomen van de stroomstroom.Het circuit dat parallel is aangesloten met deze weerstand is kortgesloten en de stroom wordt oneindig.Als de weerstand oneindig of zeer groot is, kan de lus in serie met de weerstand worden beschouwd als een open circuit en is de stroom nul.
Weerstanden die vaak worden gebruikt in de industrie vallen ergens tussen deze twee uitersten.Het heeft een bepaalde weerstandswaarde en kan een bepaalde stroom dragen.Weerstanden worden voornamelijk gebruikt in circuits om stroom en spanning te reguleren en te stabiliseren.Ze kunnen worden gebruikt als shunts, spanningsverdeling en lading matching -circuits.Afhankelijk van de circuitvereisten, negatieve feedback of positieve feedbackversterkercircuits, spanning-naar-stroom-converters, kunnen inputoverspanning of overstroombeschermingscomponenten ook worden gebruikt, en het RC-circuit kan worden gebruikt als oscillator, filter, bypass, differentiaal, integrator enTimingcircuits, permanent geconfigureerde componenten.
Een inductor, ook getagd als een reactieve inductor, staat in weerwil van stroomverandering - zijn elektromotorische kracht een schild tegen de eb en stroomstroom.Structureel verwant aan een eenzame transformatorwikkeling, trouwt een inductor meestal spoel, schild en kern in een enkelvoudige entiteit.In zijn rustige toestand is een inductor weerstaan dat de stroom met stoïcijnse vastberadenheid, fervent tegengestelde stroom op de inbreuk van het circuit.
Symbool voor inductantie: L.
De inductie -eenheid is de Henry (H), met zijn kleinere verwanten de Millihenry (MH) en de microhenry (μH).De conversie is knapperig: 1H = 10^3MH = 10^6μH = 10^9nh.
Focus op de kernparameters:
(1) inductantie
Deze zelfreflecterende eigenschap meten de magnetische bekwaamheid van een inductor.Worteld in de beurten van de spoel, de kronkelende strategie, de aanwezigheid en materiaal van de kern, inductantie is een veelzeggende magnetische inductiecapaciteit.Meer beurten, meer strakheid - meer inductantie.Een magnetische kern versterkt verder dit effect, de permeabiliteit van de kern rechtstreeks evenredig met de inductie -ascensie.
De basiseenheid van inductantie is kip, vertegenwoordigd door de letter "H".Veelgebruikte eenheden zijn Millihenries (MH) en microhenries (μH).De relatie tussen hen is: 1H = 1000mH, 1mh = 1000μH.
(2) Nominale stroom
De nominale stroom is de maximale stroom die de inductor kan verwerken onder acceptabele bedrijfsomstandigheden.Als de bedrijfsstroom de nominale stroom overschrijdt, zal de inductor zijn bedrijfsparameters wijzigen vanwege warmte en kan het zelfs opbranden als gevolg van overstroom.
Functioneel gebruik
De inductor in het circuit speelt voornamelijk de rol van signaalafscherming, ruisfiltering, stroomstabilisatie en elektromagnetische interferentie -onderdrukking, evenals filteren, genereren, vertragen en onderdrukken van functies.De meest voorkomende rol van een inductor in een circuit is het vormen van een LC -filtercircuit met een condensator.Condensatoren hebben de kenmerken van "het blokkeren van DC en het blokkeren van AC", terwijl inductoren de kenmerken hebben van "Passing DC en het blokkeren van AC".Wanneer een DC -stroom die een grote hoeveelheid ruis bevat, stroomt door het LC -filtercircuit, wordt het valse AC -signaal geabsorbeerd door de warmte in de inductor.
Uitleg
In het lexicon van directe stromen (DC) signaleert "voorwaartse DC" de terugtrekking van een inductor.Als de spoelweerstand van de inductor wordt weggelaten, vindt DC een pad van de minste weerstand, die ongehinderd stroomt.Meestal is de weerstand van de spoel tegen DC minuscuul, bijna te verwaarlozen in analyses.
AC -weerstand is een ander verhaal.Hier fungeert een inductor als een schildwacht, die de stroom van wisselstroom (AC) tegengaat met zijn inductieve reactantie - een weerstand op zichzelf.
Inductoren zijn de antithese van condensatoren, kampioenen van continuïteit voor DC en barrières tegen de wispelturigheid van AC.Via een inductor ontmoet DC weerstand die alleen aan de draad van de spoel equivalent is, waardoor een triviale spanningsval veroorzaakt.Introduceer AC en de spoel wraak, roept een zelf-geïnduceerde elektromotorische kracht aan zijn uiteinden op.Deze kracht sluit aan bij de uitgeoefende spanning en gaat tegen de poging van AC om te passeren.Inductoren zijn geleidend voor DC, beperkend voor AC en als frequentie stijgt, zo doet hun weerstand ook.In combinatie met condensatoren zijn inductoren een belangrijke rol bij het maken van LC -filters, oscillatoren en andere circuitcomponenten zoals huidige lussen, transformatoren en relais.
Capaciteit, de haven van de lading, wordt gemeten in Farads (F) en gesymboliseerd door 'C'.Het omvat de aanleg van een condensator voor ladingopslag, afhankelijk van de invloed van het potentiaalverschil.
Op het gebied van circuits is capaciteit cruciaal;Het is de spil in functies, variërend van verfijning van de voeding tot energie -warehousing en zelfs signaalverwerking.De lading van de condensator (Q), gedeeld door de spanning (U) die zijn elektroden overspant, definieert zijn capaciteit.We hebben dus C, het symbool dat de identiteit van een condensator inluidt.
Hier is de vergelijking die hen bindt: C = εs/d = εs/4πkd (in vacuüm) = q/u.
Eenheidsconversie
Eenheden veranderen over schalen in het Si -tapijt: de Farad (F) vertakt in Millifarad (MF), Microfarad (µF), nanofarad (NF) en Picofarad (PF), elk een fluistering of een schreeuw in het koor van capaciteit.
Onthoud om door deze schalen te navigeren:
1 Farad (F) is gelijk aan 1000 millifarads (MF) of een verbluffende miljoen microfarads (µF).
Een microfarad (µF) vertaalt zich in 1000 nanofarads (NF) of een miljoen picofarads (PF).
Formule
Als het potentiaalverschil tussen de twee fasen in een condensator 1 V is en de lading 1 Coulomb is, dan is de capaciteit van de condensator 1 Farad.per uur.C = q/u.De waarde van de condensator wordt echter niet bepaald door Q (lading) of U (spanning).Uur.Capaciteit wordt bepaald door de formule: C = εs/4πkd.Waar ε een constante is, is S het gebied waarmee de condensatorpalen worden gericht, D de afstand tussen de condensatorpalen is en K de elektrostatische krachtconstante is.De capaciteit van een conventionele parallelle plaatcondensator is C = εs/d (waarbij ε de diëlektrische constante van het medium tussen de platen is, S is het plaatoppervlak en D is de afstand tussen de platen).
Vind de formule:
De formule voor het parallel aansluiten van verschillende condensatoren is C = C1+C2+C3+...+CN
De formule voor het aansluiten van verschillende condensatoren in serie: 1/c = 1/c1+1/c2+...+1/cn
De rol van condensatoren
(1) bypass
Bypass -condensatoren zijn energieopslagapparaten die de regulator in evenwicht brengen en de belasting verminderen door vermogen te leveren aan lokale apparaten.Net als kleine batterijen laden en ontladen bypass -condensatoren het apparaat.
(2) ontkoppelen
Dit is een shunt, ook bekend als een crossover.Vanuit het gezichtspunt, wanneer het laadcapaciteit relatief groot is, moet het besturingscircuit de condensator opladen en ontladen om de signaalconversie te voltooien.Als de helling steil is, is de stroom relatief groot, wat de normale werking beïnvloedt.Het voorste podium wordt de "koppeling" genoemd.De functie van de ontkoppelingscondensator is om als een "batterij" te fungeren, te reageren op veranderingen in het besturingscircuit, wederzijdse interferentie te voorkomen en de hoogfrequente interferentieweerstand tussen de voeding en de circuitreferentie-grond verder te verminderen.
(3) filter
Theoretisch, ervan uitgaande dat de condensator een pure condensator is, hoe groter de condensator, hoe lager de impedantie en hoe hoger de frequentie van de stroom die erdoorheen stroomt.Maar in werkelijkheid zijn condensatoren boven 1 µF meestal elektrolytische condensatoren met grote inductieve componenten, dus de stroomfrequentie is hoog, maar de weerstand neemt toe.Soms zie je grote elektrolytische condensatoren parallel met kleine condensatoren.Grote condensatoren filteren lage frequenties uit en kleine condensatoren filteren hoge frequenties uit.De functie van een condensator is om een wisselstroom om te zetten om de stroom te sturen en hoge frequenties te blokkeren van lage frequenties.Hoe groter de condensator, hoe gemakkelijker het is om hoogfrequente stroom te voeren.
(4) energieopslag
De opslagcondensator verzamelt lading door de gelijkrichter en brengt de opgeslagen energie over naar de uitgang van de voeding door het convertercircuit.Typisch worden aluminium elektrolytische condensatoren gebruikt met een spanningsclassificatie in het bereik van 40 tot 450 V DC en een capaciteit in het bereik van 220 tot 150.000 μF.Afhankelijk van de stroomvereisten zijn deze apparaten soms in serie verbonden, parallel of in combinatie.Voor voedingen groter dan 10 kW worden grotere schroefterminale condensatoren meestal gebruikt.
Dat behandelt alle inhoud van dit artikel.Als je vragen hebt, voel je dan gerust Neem contact met ons op.Ariat zal u onmiddellijk antwoorden.