Forståelse af de grundlæggende elementer: induktansresistens, og kapacitet
I den komplicerede dans inden for elektroteknik tager en trio af grundlæggende elementer centrum: induktans, modstand og kapacitans.Hver bærer unikke træk, der dikterer de dynamiske rytmer af elektroniske kredsløb.Her går vi ud på en rejse for at dechiffrere kompleksiteten af disse komponenter for at afsløre deres forskellige roller og praktiske anvendelser inden for det store elektriske orkester.Induktans med sin magnetiske fluxguide;Modstand, den standhaftige portvagter af den nuværende strøm;og kapacitans, den agile forvalter af elektrisk ladning, konvergerer alle for at skabe den symfoni, der driver vores elektroniske verden.
Modstand - en dirigers medfødte trosset over for elektrisk strøm - betegnes med 'R'.Dens størrelse hænger sammen med dirigentens dimensioner, materialemakeup og omgivelsestemperaturen.Påkaldelse af Ohms lov formulerer vi dette forhold: i = u/r, således r = u/i.Ohm, symboliseret af det græske brev Omega (ω), står som modstandens mål, med dens slægtninge: Kiloohm (KΩ), MegoHM (Mω) og Milliohm (MΩ).
En ensom ohm definerer modstanden, når en volt lokker en ampere gennem lederen.
Modstande tjener som værger ved portene og bremser den elektriske strøms rush.Udtrykket 'modstand' betegner ikke kun en egenskab, men kristner også selve komponenterne, der er designet til at opretholde den.
Her er et øjebliksbillede af disse komponenter:
Modet fra materialer, der går i strømmen af strøm, vedtager modstande en formular, der er beregnet til at regere i elektrisk kaos inden for et kredsløb.Faste modstande står deres jord, uforanderlige.I modsætning hertil gælder potentiometeret eller rheostat - variable modstande - for en kontrolleret varians i resistens.
En ideel modstand er lineær, og den øjeblikkelige strøm gennem den er proportional med den øjeblikkelige spænding, der påføres den.For nogle specielle modstande, såsom termistorer, varistorer og sanseelementer, er der et ikke-lineært forhold mellem spænding og strøm.
Det grundlæggende princip
Modstanden består af tre dele: modstanden, rammen og terminalen (modstandens krop og SSR -rammen kombineres til en).Kun modstanden bestemmer modstandsværdien.
Klassificering af aktuelle og spændingsegenskaber
En lederes modstand er næsten konstant ved en bestemt temperatur.Over en bestemt værdi kaldes denne modstand lineær modstand.Modstandsværdien af nogle modstande ændres meget med strøm (eller spænding), og den strømspændingsegenskab viser en kurve.Denne type modstand kaldes en ikke -lineær modstand.Disse ikke -lineære forhold er ofte nødvendige i elektroniske kredsløb.
(1) Sikringsmodstand: Også kaldet sikringsmodstand, det spiller generelt den dobbelte rolle som modstand og sikring.Når et kredsløb mislykkes, og strømmen overstiger dens rating, brænder den som en sikring og bryder kredsløbet..Sikringsmodstande har typisk lave modstandsværdier (0,33Ω til 10 kΩ) og lav effekt.
(2) følsomme modstande.Følsomme modstande er følsomme over for visse fysiske mængder (såsom temperatur, fugtighed, lys, spænding, mekanisk kraft, gaskoncentration osv.).Når disse fysiske mængder ændrer sig, ændres den følsomme modstands modstand også.Variabilitet.Det ændrer sig i henhold til ændringer i fysiske mængder og repræsenterer forskellige modstandsværdier.I henhold til de følsomme fysiske mængder kan følsomme modstande opdeles i temperaturfølsomme, fugtighedsfølsomme, lysfølsomme, trykfølsomme, kraftfølsomme, magnetiske følsomme og gasfølsomme følsomme modstande.Materialerne, der bruges i følsomme modstande, er næsten altid halvledermaterialer.Disse modstande kaldes også halvledermodstande.
Resistens rolle
Hvis modstanden for modstanden er tæt på 0Ω, har modstanden ingen indflydelse på at forhindre strømmen.Kredsløbet, der er tilsluttet parallelt med denne modstand, er kortsluttet, og strømmen bliver uendelig.Hvis modstanden er uendelig eller meget stor, kan løkken i serie med modstanden betragtes som et åbent kredsløb, og strømmen er nul.
Modstande, der ofte bruges i industrien, falder et sted mellem disse to ekstremer.Det har en vis modstandsværdi og kan bære en vis strøm.Modstande bruges primært i kredsløb til at regulere og stabilisere strøm og spænding.De kan bruges som shunts, spændingsdelere og belastningsmatchende kredsløb.Afhængigt af kredsløbskravene, negative feedback eller positive feedbackforstærkerkredsløb, kan spænding-til-strøm konvertere, input overspænding eller overstrømsbeskyttelseskomponenter også bruges, og RC-kredsløbet kan bruges som oscillator, filter, bypass, differential, integrator og integrator ogTidskredsløb, permanent konfigurerede komponenter.
En induktor, også mærket som en reaktiv induktor, står i modstrid med den nuværende ændring - dens elektromotoriske kraft et skjold mod ebben og strømmen af strøm.Strukturelt beslægtet med en ensom transformatorvikling, gifter en induktor typisk spole, skjold og kerne i en entydig enhed.I sin hvilende tilstand modstår en induktor strøm med stoisk beslutsomhed, som er hårdt modsat strøm på kredsløbets overtrædelse.
Symbol for induktans: L.
Induktansenheden er Henry (H), med dens mindre slægtninge Millihenry (MH) og mikrohenry (μH).Konverteringen er sprød: 1H = 10^3mh = 10^6μH = 10^9nh.
Fokus på kerneparametrene:
(1) Induktans
Denne selvreflekterende egenskab måler en induktors magnetiske dygtighed.Rodt i spolens sving, viklingsstrategien, kernens tilstedeværelse og materiale, induktans er en fortælling om magnetisk induktionskapacitet.Flere vendinger, mere stramhed - mere induktans.En magnetisk kerne forstærker denne effekt yderligere, kernens permeabilitet direkte i forhold til induktansen opstigning.
Den grundlæggende induktansenhed er høne, repræsenteret ved bogstavet "H".Almindelige anvendte enheder er møllehenrier (MH) og mikrohenrier (μH).Forholdet mellem dem er: 1H = 1000MH, 1 mH = 1000μH.
(2) Bedømt strøm
Den nominelle strøm er den maksimale strøm, som induktoren kan håndtere under acceptable driftsbetingelser.Hvis driftsstrømmen overstiger den nominelle strøm, ændrer induktoren sine driftsparametre på grund af varme og kan endda brænde ud på grund af overstrøm.
Funktionel brug
Induktoren i kredsløbet spiller hovedsageligt rollen som signalafskærmning, støjfiltrering, strømstabilisering og elektromagnetisk interferensundertrykkelse samt filtrering, generering, forsinkelse og undertrykkende funktioner.Den mest almindelige rolle af en induktor i et kredsløb er at danne et LC -filterkredsløb med en kondensator.Kondensatorer har egenskaberne ved "at blokere DC og blokere AC", mens induktorer har egenskaberne ved "at passere DC og blokere AC".Når en DC -strøm, der indeholder en stor mængde støj, strømmer gennem LC -filterkredsløbet, absorberes det falske AC -signal af varmen i induktoren.
Forklaring
I leksikonet af direkte strømme (DC) signaliserer "fremad DC" en induktors frigørelse.Hvis induktors spiralmodstand udelades, finder DC en sti med mindst modstand, der flyder uhindret.Typisk er spiralens modstand mod DC minuscule, næsten ubetydelig i analyser.
AC -modstand er en anden historie.Her fungerer en induktor som en vagtpost, der modvirker strømmen af vekslende strøm (AC) med dens induktive reaktans - en modstand i sig selv.
Induktorer er antitesen af kondensatorer, mestre for kontinuitet for DC og barrierer mod vekselstrømsstilhed.Gennem en induktor møder DC -modstandsmodstand kun til spiralens ledning, hvilket forårsager et trivielt spændingsfald.Introducer AC og spiralen gengælder, og trylle frem en selvinduceret elektromotorisk kraft i dens ender.Denne kraft er i overensstemmelse med den påførte spænding og imødekommer AC's forsøg på at passere.Induktorer er ledende for DC, restriktive for AC, og når frekvensen stiger, gør deres modstand det samme.Parret med kondensatorer er induktorer medvirkende til at udforme LC -filtre, oscillatorer og andre kredsløbskomponenter som aktuelle sløjfer, transformere og relæer.
Kapacitans, ladningens tilflugtssted, måles i farads (F) og symboliseres med 'C'.Det indkapsler en kondensators egnethed til opladning af opladning, betinget af potentialforskellens sving.
I kredsløbets område er kapacitans afgørende;Det er linchpinen i funktioner, der spænder fra forfining af strømforsyning til energilagring og endda signalbehandling.Kondensatorens ladning (Q), divideret med spænding (U), der spænder over dens elektroder, definerer dens kapacitans.Således har vi C, symbolet, der indvarsler en kondensators identitet.
Her er ligningen, der binder dem: c = εs/d = εs/4πkd (i vakuum) = q/u.
Enhedskonvertering
Enheder morph på tværs af skalaer i Si Tapestry: Farad (F) forgrener sig i Millifarad (MF), Microfarad (µF), Nanofarad (NF) og Picofarad (PF), hver en hvisken eller et råb i kapacitetens kapacitet.
For at navigere i disse skalaer skal du huske:
1 Farad (F) er lig med 1000 millifarader (MF) eller en svimlende million mikrofarader (µF).
En mikrofarad (µF) oversættes til 1000 nanofarader (NF) eller en million picofarads (PF).
Formel
Hvis den potentielle forskel mellem de to stadier i en kondensator er 1 V og ladningen er 1 coulomb, er kondensatorens kapacitans 1 Farad.Per time.C = Q/U.Værdien af kondensatoren bestemmes imidlertid ikke af Q (ladning) eller U (spænding).Time.Kapacitet bestemmes af formlen: C = εs/4πkd.Hvor ε er en konstant, er S det område, som kondensatorpolerne står overfor, D er afstanden mellem kondensatorpolerne, og K er den elektrostatiske kraftkonstant.Kapacitansen af en konventionel parallel pladekondensator er c = εs/d (hvor ε er den dielektriske konstant for mediet mellem pladerne, s er pladeområdet, og d er afstanden mellem pladerne).
Find formlen:
Formlen til tilslutning af flere kondensatorer parallelt er C = C1+C2+C3+...+CN
Formlen til tilslutning af flere kondensatorer i serie: 1/c = 1/c1+1/c2+...+1/cn
Kondensatorers rolle
(1) bypass
Bypass -kondensatorer er energilagringsenheder, der balanserer regulatorudgangen og reducerer belastningen ved at levere strøm til lokale enheder.Ligesom små batterier opkræver og udlades bypass -kondensatorer enheden.
(2) afkobling
Dette er en shunt, også kendt som en crossover.Fra et kredsløbssynspunkt, når belastningskapaciteten er relativt stor, skal kontrolkredsløbet oplade og aflade kondensatoren for at afslutte signalkonverteringen.Hvis skråningen er stejl, vil strømmen være relativt stor, hvilket påvirker normal drift.Den forreste fase kaldes "koblingen".Funktionen af afkoblingskondensatoren er at fungere som et "batteri", reagere på ændringer i kontrolkredsløbet, undgå gensidig interferens og reducere den højfrekvente interferensresistens mellem strømforsyningen og kredsløbsreferencegrunden.
(3) Filtrer
Teoretisk, hvis man antager, at kondensatoren er en ren kondensator, jo større kondensatoren, jo lavere er impedansen og jo højere hyppigheden af strømmen, der strømmer gennem den.Men i virkeligheden er kondensatorer over 1 µF for det meste elektrolytiske kondensatorer med store induktive komponenter, så den nuværende frekvens er høj, men modstanden øges.Nogle gange vil du se store elektrolytiske kondensatorer parallelt med små kondensatorer.Store kondensatorer filtrerer lave frekvenser og små kondensatorer filtrerer høje frekvenser.Funktionen af en kondensator er at konvertere vekslende strøm til jævnstrøm og blokere høje frekvenser fra lave frekvenser.Jo større kondensatoren er, jo lettere er det at udføre højfrekvent strøm.
(4) energilagring
Lagringskondensatoren opkræver opladning gennem ensretter og overfører den lagrede energi til output fra strømforsyningen gennem konverterkredsløbet.Typisk anvendes aluminiumselektrolytiske kondensatorer med en spændingsklassificering i området fra 40 til 450 V DC og en kapacitans i området 220 til 150.000 μF.Afhængig af strømkravene er disse enheder undertiden forbundet i serie, parallelt eller i kombination.For strømforsyninger, der er større end 10 kW, anvendes typisk større skrue-terminale kondensatorer.
Det dækker alt indholdet af denne artikel.Hvis du har spørgsmål, er du velkommen til at kontakt os.Ariat vil straks svare dig.