როგორ შეიძლება დეტერმინირება ინდუქციის მართვის მნიშვნელობა ძალიან დაბალ სი частотებზე?

როგორ დაადგინოთ ინდუქტორის მეშვეობით გადაცემული დენი საერთოდ დაბალი სიხშირეზე

დაბალი სიხშირის (როგორიცაა DC ან ახლო DC სიხშირე) რეჟიმში ინდუქტორის მეშვეობით გადაცემული დენი შეიძლება დაიდგინოს წრებრივი სისტემის ქცევის ანალიზით. რადგან ინდუქტორი დაბალი სიხშირეზე გამოიწვევს ძალიან დაბალ იმპედანსაც, ის თითქმის შეიძლება ჩაითვალოს შორტკირების მსგავსი. თუმცა, უფრო ზუსტი დენის დადგენისთვის ამ სიხშირეზე უნდა განიხილოს რამდენიმე ფაქტორი:

1. ინდუქტორის დენის წინაღობა (DCR)

ინდუქტორი არ არის იდეალური კომპონენტი; მას აქვს გარკვეული რაოდენობის მართკუთხედი წინაღობა, რომელიც ცნობილია როგორც დენის წინაღობა (DCR). დაბალი სიხშირეზე ან DC პირობებში, ინდუქტიური რეაქტიული წინაღობა (XL=2πfL) არის დამარცხებული, ასე რომ, დენი ძირითადად შეზღუდულია ინდუქტორის დენის წინაღობით.

თუ წრებრივი სისტემა შედგება მხოლოდ ინდუქტორისა და ენერგიის წყაროსგან, ინდუქტორის დენის წინაღობა რომ იყოს RDC , დენი I შეიძლება დაითვალოს ოჰმის კანონის გამოყენებით:

სადაც V არის წყაროს ძალა.

2. დროის მუდმივის ეფექტი

დაბალი სიხშირეზე ინდუქტორის მეშვეობით გადაცემული დენი არ მიდის უშუალოდ მუდმივ მნიშვნელობას, არამედ ნაბიჯ-ნაბიჯ იზრდება. ეს პროცესი ხელმძღვანელობს წრებრივი სისტემის დროის მუდმივი τ-ის მიხედვით, რომელიც განისაზღვრება შემდეგნაირად:

სადაც L არის ინდუქცია და R DC არის ინდუქტორის დენის წინაღობა. დენი დროის ფუნქციის სახით შეიძლება აღიწეროს შემდეგი განტოლებით:

სადაც Ifinal =V/RDC არის მუდმივი დენი და t არის დრო.

ეს ნიშნავს, რომ დენი იწყება ნულით და ნაბიჯ-ნაბიჯ იზრდება, დაახლოებით მიღწევდეს მის მუდმივ მნიშვნელობას 5τ-ის შემდეგ.

3. ენერგიის წყაროს ტიპი

DC ენერგიის წყარო: თუ ენერგიის წყარო არის მუდმივი DC ძალა, დენი საბოლოოდ დასტაბილიზდება I=V/R DC-ის მნიშვნელობაზე საკმარისი დროში.

დაბალი სიხშირის AC ენერგიის წყარო: თუ ენერგიის წყარო არის სინუსოიდური ან პულსური სიგნალი დაბალი სიხშირით, დენი იცვლება წყაროს მიმდინარე ძალის მიხედვით. დაბალი სიხშირის სინუსოიდური სიგნალისთვის პიკის დენი შეიძლება შეადგინოს შემდეგნაირად:

სადაც V peak არის წყაროს პიკის ძალა.

4. სხვა კომპონენტები წრებრივ სისტემაში

თუ წრებრივ სისტემაში შედგება სხვა კომპონენტები ინდუქტორის გარდა (როგორიცაა რეზისტორები ან კონდენსატორები), მათი ეფექტები დენის ზე უნდა განიხილოს. მაგალითად, RL წრეში, დენის ზრდის სიჩქარე დეტერმინირებულია რეზისტორის R და ინდუქციის L მიხედვით, სადაც დროის მუდმივი τ=L/R.

თუ წრებრივ სისტემაში შედგება კონდენსატორი, კონდენსატორის შეტვირთვა და გაშვება ასევე იზიდავს დენის ზე, განსაკუთრებით ტრანსიენტური პერიოდებში.

5. ინდუქტორის არაიდეალური ეფექტები

რეალური ინდუქტორები შეიძლება მiliki პარასიტურ კაპაციტანსა და გარემოს წარმოების წაკითხვებს. დაბალი სიხშირეზე პარასიტური კაპაციტანის ეფექტი ჩვეულებრივ დამარცხებულია, თუმცა გარემოს წარმოების წაკითხვები შეიძლება გამოიწვიოს ინდუქტორის დათბობა, რაც ასევე შეიძლება შეასრულოს მის მუშაობაზე. თუ ინდუქტორი იყენებს მაგნიტურ მასალას (როგორიცაა ირონის ბუშტი), მაგნიტური სატურაცია ასევე შეიძლება იყოს პრობლემა, განსაკუთრებით დიდი დენის პირობებში. როდესაც ინდუქტორი სატურის, მისი ინდუქცია L დრასტიულად ეშლება, რაც იწვევს დენის სწრაფ ზრდას.

6. ზომვის მეთოდები

მუდმივი დენის ზომვა: მუდმივი დენის ზომვისთვის შეიძლება გამოვიყენოთ დენის მეტრი და დირექტულად დავზომოთ დენი ინდუქტორის მეშვეობით, როდესაც წრებრივ სისტემა მიღწევს სტაბილურ სიტუაციას.

ტრანსიენტური დენის ზომვა: დენის ცვლილების დროს ზომვისთვის შეიძლება გამოვიყენოთ ოსილოგრაფი ან სხვა ინსტრუმენტი, რომელიც შეიძლება ჩაართოს ტრანსიენტური პასუხები. დენის განახლებული ვეივფორმის დაკვირვებით შეიძლება ანალიზირდეს, როგორ იზრდება დენი და მიღწევს მის საბოლოო მნიშვნელობას.

7. სპეციალური შემთხვევა: მაგნიტური სატურაცია

თუ ინდუქტორი იყენებს მაგნიტურ მასალას (როგორიცაა ირონის ბუშტი), ის შეიძლება შეადგინოს მაგნიტურ სატურაცია დიდი დენის ან ძლიერი მაგნიტური ველის პირობებში. როდესაც ინდუქტორი სატურის, მისი ინდუქცია L დრასტიულად ეშლება, რაც იწვევს დენის სწრაფ ზრდას. მაგნიტური სატურაციის არ შემთხვევაში, უნდა დარწმუნდეთ, რომ მუშაობის დენი არ აღემატება ინდუქტორის მაქსიმალურ დენის რეიტინგს.

შეჯამება

დაბალი სიხშირეზე ინდუქტორის მეშვეობით გადაცემული დენი ძირითადად დეტერმინირებულია ინდუქტორის დენის წინაღობით RDC და დენის ზრდა კონტროლირებულია დროის მუდმივი τ=L/RDC-ით. მუდმივი DC ენერგიის წყაროსთვის, დენი საბოლოოდ დასტაბილიზდება I=V/RDC-ის მნიშვნელობაზე. დაბალი სიხშირის AC ენერგიის წყაროსთვის, დროის დენი დეპენდირებულია წყაროს მიმდინარე ძალაზე. დამატებით, უნდა განიხილოს სხვა წრებრივი კომპონენტების და ინდუქტორის არაიდეალური ქვედა მახასიათებლები (როგორიცაა მაგნიტური სატურაცია).