Ինչպե՞ս կարող է գտնվել ինդուկտիվության միջոցով անցնող հոսանքի արժեքը շատ ցածր հաճախություններում

Ինչպե՞ս որոշել ինդուկտորով անցող հոսանքը շատ ցածր հաճախություններում

Երբ գործում են շատ ցածր հաճախություններում (ինչպես օրինակ ԴՍ կամ ԴՍ-ի մոտ հաճախություններ), ինդուկտորով անցող հոսանքը կարող է որոշվել շղթայի վարքի վերլուծությամբ։ Քանի որ ինդուկտորը շատ ցածր իմպեդանս է ցուցադրում ԴՍ կամ շատ ցածր հաճախություններում, այն կարող է համարվել գրավի շղթա։ Այնուամենայնիվ, ավելի ճշգրիտ որոշելու համար հոսանքը այդ հաճախություններում պետք է դիմել մի շարք արժեքների.

1. Ինդուկտորի ԴՍ դիմադրությունը (DCR)

Ինդուկտորը գերակայուն էլեմենտ չէ. նրա կողմից առաջացած մի որոշակի քարգանային դիմադրություն է հայտնվում, որը անվանում են ԴՍ դիմադրություն (DCR)։ ԴՍ կամ շատ ցածր հաճախություններում ինդուկտիվ ռեակտանսը (XL=2πfL) նեղացում է, ուստի հոսանքը գլխավորապես սահմանափակվում է ինդուկտորի ԴՍ դիմադրությամբ։

Եթե շղթան բաղկացած է միայն ինդուկտորից և էլեկտրական աղբյուրից, որտեղ ինդուկտորի ԴՍ դիմադրությունը է RDC, հոսանքը I կարող է հաշվել Օհմի օրենքով.

որտեղ V է աղբյուրի լարումը։

2. Ժամանակային հաստատունի ազդեցությունը

Շատ ցածր հաճախություններում ինդուկտորով անցող հոսանքը չի հասնում արագ իր ստացիոնար արժեքին, այլ աստիճանաբար աճում է դրա մինչև այդ արժեքը։ Այս պրոցեսը կարգավորվում է շղթայի ժամանակային հաստատուն τ-ով, որը սահմանվում է հետևյալ կերպ.

որտեղ L է ինդուկտիվությունը և R DC է ինդուկտորի ԴՍ դիմադրությունը։ Հոսանքը ժամանակի ֆունկցիայով կարող է նկարագրվել հետևյալ հավասարմամբ.

որտեղ Ifinal =V/RDC է ստացիոնար հոսանքը, և t է ժամանակը։

Սա նշանակում է, որ հոսանքը սկսում է զրոյից և աստիճանաբար աճում է, հասնելով մոտ 99%-ի իր ստացիոնար արժեքին մոտ 5τ հետո։

3. Էլեկտրական աղբյուրի տեսակը

ԴՍ աղբյուր. Եթե աղբյուրը հաստատուն ԴՍ լարում է, հոսանքը վերջնականապես կստացիոնար դառնա I=V/R DC հետ բավարար ժամանակի հետ։

Շատ ցածր հաճախության ԱԿ աղբյուր. Եթե աղբյուրը սինուսոիդալ կամ իմպուլսային ալիքային ձև է շատ ցածր հաճախությամբ, հոսանքը կփոփոխվի աղբյուրի անմիջական լարումի հետ։ Շատ ցածր հաճախության սինուսոիդալ ալիքի դեպքում գործադիր հոսանքը կարող է մոտարկվել հետևյալ կերպ.

որտեղ V peak է աղբյուրի գործադիր լարումը։

4. Շղթայում այլ կոմպոնենտները

Եթե շղթան պարունակում է ինդուկտորից բացի նաև այլ կոմպոնենտներ (ինչպես օրինակ դիմադրություններ կամ կոնդենսատորներ), իրենց ազդեցությունը հոսանքի վրա պետք է հաշվի առնել։ Օրինակ, RL շղթայում հոսանքի աճման արագությունը հարկավոր է հաշվի առնել ինչպես դիմադրության R-ի, այնպես էլ ինդուկտիվության L-ի ազդեցությունը, որտեղ ժամանակային հաստատունը τ=L/R է։

Եթե շղթան պարունակում է կոնդենսատոր, կոնդենսատորի լարվումը և չափազանցումը նաև կազդեն հոսանքի վրա, հատկապես առաջին պահերի ընթացքում։

5. Ինդուկտորի ոչ իդեալական ազդեցությունները

Իրական ինդուկտորները կարող են ունենալ պարասիտական կոնդենսատորություն և կորի կորուստներ։ Շատ ցածր հաճախություններում պարասիտական կոնդենսատորության ազդեցությունը ընդհանրապես նեղ է, բայց կորի կորուստները կարող են առաջացնել ինդուկտորի տաքացումը, ազդելով իր աշխատանքի վրա։ Եթե ինդուկտորը օգտագործում է մագնիսական նյութ (ինչպես օրինակ առաջին կոր), մագնիսական սատուրացիան կարող է դառնալ խնդիր, հատկապես բարձր հոսանքի պայմաններում։ Երբ ինդուկտորը սատուրացվում է, իր ինդուկտիվությունը L նեղանում է նշանակալի չափով, որը հետևաբար հանգեցնում է հոսանքի արագ աճմանը։

6. Չափման մեթոդները

Ստացիոնար հոսանքի չափում. Ստացիոնար հոսանքը չափելու համար կարող է օգտագործվել հոսանքի չափիչ, որը կունենա հոսանքի անմիջական չափումը ինդուկտորով անցնող հոսանքի վրա հենց այն պահին, երբ շղթան հաստատուն վիճակ է հասնում։

Առաջին պահերի հոսանքի չափում. Հոսանքի առաջին պահերի ընթացքը չափելու համար կարող է օգտագործվել օսցիլոգրաֆ կամ այլ ինստրումենտ, որը կարող է գրանցել առաջին պահերի պատասխանները։ Հոսանքի ալիքային ձևը դիտելով, կարող եք վերլուծել, ինչպես հոսանքը աճում է և հասնում իր վերջնական արժեքին։

7. Մասնավոր դեպք. Մագնիսական սատուրացիա

Եթե ինդուկտորը օգտագործում է մագնիսական նյութ (ինչպես օրինակ առաջին կոր), այն կարող է մոտենալ մագնիսական սատուրացիայի վիճակի բարձր հոսանքի կամ ուժեղ մագնիսական դաշտի պայմաններում։ Երբ ինդուկտորը սատուրացվում է, իր ինդուկտիվությունը L նեղանում է նշանակալի չափով, որը հետևաբար հանգեցնում է հոսանքի արագ աճմանը։ Մագնիսական սատուրացիայի խուսափելու համար պետք է համոզվել, որ աշխատանքային հոսանքը չի գերազանցի ինդուկտորի առավելագույն նշված հոսանքը։

Ընդհանուր պատկերը

Շատ ցածր հաճախություններում ինդուկտորով անցող հոսանքը գլխավորապես որոշվում է ինդուկտորի ԴՍ դիմադրությամբ RDC, և հոսանքի աճը կարգավորվում է ժամանակային հաստատունով τ=L/RDC։ ԴՍ աղբյուրի դեպքում հոսանքը վերջնականապես կստացիոնար դառնա I=V/RDC։ Շատ ցածր հաճախության ԱԿ աղբյուրի դեպքում անմիջական հոսանքը կախված է աղբյուրի անմիջական լարումից։ Ավելին, պետք է հաշվի առնել շղթայում այլ կոմպոնենտների ներկայությունը և ինդուկտորի ոչ իդեալական բնութագրերը (ինչպես օրինակ մագնիսական սատուրացիա)։