Низкі частоталарда индуктивтікке өткен ағымдың мәнін қалай анықтауға болады

Экстремалды ауырсында индуктор арқылы өтетін ағымды қалай анықтауға болады

Өте және өте төмен ауырсындар (мисалы, DC же DC-ге жақын ауырсындар) ұстаныс уақытында индуктор арқылы өтетін ағымды схеманың құрылымын талдап анықтауға болады. Индуктор DC немесе өте төмен ауырсындарда өте төмен инпеданс көрсетеді, оның себептеріне байланысты қызмет етпейді. Бірақ, бұл ауырсындарда ағымды дәл анықтау үшін бірнеше факторлар ескерілетіні керек:

1. Индуктордың DC қарсылығы (DCR)

Индуктор идеалды компонент емес; оның белгілі бір шамасына ие болатын тел қарсылығы бар, ол DC қарсылығы деп аталады (DCR). Экстремалды төмен ауырсындарда немесе DC шарттарында, индуктивті реактансы (XL=2πfL) есе аз болады, сондықтан ағым негізінен индуктордың DC қарсылығына байланысты шектеледі.

Егер схема индуктор мен энергия басқару құрылғысынан тұратын болса, индуктордың DC қарсылығы RDC болса, ағым I Ом заңы арқылы есептеледі:

мұнда V - басқару напряжение.

2. Уақыттың тұрақтылығының әсері

Өте төмен ауырсындарда индуктор арқылы өтетін ағым тұрақты мәніне тез қол жетімді емес, бірдей уақыт ішінде қатты өсетін. Бұл процесс схеманың уақыттың тұрақтылығы τ арқылы бағытталады, ол мысалы былай анықталады:

мұнда L - индукция, ал R DC - индуктордың DC қарсылығы. Ағым уақыт функциясы арқылы мынадай теңдеумен сипатталады:

мұнда Ifinal =V/RDC - тұрақты ағым, t - уақыт.

Бұл ағым нөлден басталып, қатты өседі, және 5τ-дан кейін өзінің тұрақты мәнінің 99% ге жетеді.

3. Энергия басқару құрылғысының түрі

DC энергия басқару құрылғысы: Егер энергия басқару құрылғысы тұрақты DC напряжение болса, ағым қатты уақыттан кейін I=V/R DC-ге стабилизациялауы мүмкін.

Өте төмен ауырсындарда AC энергия басқару құрылғысы: Егер энергия басқару құрылғысы экстремалды төмен ауырсындарда синусоидалық немесе импульс формасында болса, ағым басқару құрылғысының моменттік напряжениясына байланысты өзгереді. Өте төмен ауырсындарда синусоидалық таңбалар үшін пиктік ағым мынадай түрде приближалануы мүмкін:

мұнда V peak - басқару құрылғысының пиктік напряжение.

4. Схемадағы басқа компоненттер

Егер схема индуктордың өзінен басқа компоненттер (мисалы, резисторлар немесе конденсаторлар) қамтиды болса, олардың ағымға әсері ескерілетіні керек. Мысалы, RL схемасында ағымдың өсетін жылдамдығы R қарсылығы мен L индукциясы арқылы әсерленеді, уақыттың тұрақтылығы τ=L/R.

Егер схема конденсаторды қамтиды болса, конденсатордың зарядталуы мен азайтуы ағымға да әсер етеді, әсіресе транзитивті периодда.

5. Индуктордың идеалды емес қасиеттері

Жəтiлдi индукторлар паразитті конденсаторлық және магнитті жоюлары болуы мүмкін. Өте төмен ауырсындарда паразитті конденсаторлық әсері адатта маңызды емес, бірақ магнитті жоюлар индуктордың жылуына әсер етеді, оның құрылымына әсер етеді. Егер индуктор магнитті материал (мисалы, демірдік тері) қолданылатын болса, магнитті сытыру да әсіресе жоғары ағым шарттарында әсері болады. Индуктор сытырып, L индукциясы өте аз болады, сондықтан ағым өте тез өсетін болады.

6. Өлшеу әдістері

Тұрақты ағымды өлшеу: Тұрақты ағымды өлшеу үшін, схема тұрақты мәнге жеткен кезде ағым счётчысы арқылы индуктор арқылы өтетін ағымды тікелей өлшеу мүмкін.

Транзитивті ағымды өлшеу: Ағымды уақытша өзгеріп отырғанда өлшеу үшін осциллограф немесе транзитивті жауаптарды жазуға қабілетті басқа құрылғы қолданылады. Ағым графигін байқау арқылы, ағым қалай өсетіні және соңғы мәніне қалай жететіні талданады.

7. Арнайы жағдай: Магнитті сытыру

Егер индуктор магнитті материал (мисалы, демірдік тері) қолданылатын болса, ол жоғары ағым немесе күшті магнитті талау шарттарында магнитті сытыру ағымына өтуі мүмкін. Индуктор сытырып, L индукциясы өте аз болады, сондықтан ағым өте тез өсетін болады. Магнитті сытыруды избегу үшін, қызметкер ағымы индуктордың максималды дейінгі ағымынан асмауы керек.

Қорытынды

Өте төмен ауырсындарда индуктор арқылы өтетін ағым негізінен индуктордың DC қарсылығы RDC арқылы анықталады, ал ағымдың өсуі уақыттың тұрақтылығы τ=L/RDC арқылы басқарылады. DC энергия басқару құрылғысы үшін ағым қатты уақыттан кейін I=V/RDC-ге стабилизациялауы мүмкін. Өте төмен ауырсындарда AC энергия басқару құрылғысы үшін, моменттік ағым басқару құрылғысының моменттік напряжениясына байланысты болады. Сондай-ақ, схемадағы басқа компоненттер және индуктордың идеалды емес қасиеттері (мисалы, магнитті сытыру) ескерілетіні керек.