บน 18/12/2023 1,829

การทำความเข้าใจพื้นฐาน: การต่อต้านการเหนี่ยวนำและความสามารถพิเศษ

ในการเต้นรำที่ซับซ้อนของวิศวกรรมไฟฟ้าทั้งสามองค์ประกอบพื้นฐานต้องใช้เวทีกลาง: การเหนี่ยวนำความต้านทานและความจุแต่ละหมีมีลักษณะเฉพาะที่กำหนดจังหวะแบบไดนามิกของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่นี่เราเริ่มต้นการเดินทางเพื่อถอดรหัสความซับซ้อนของส่วนประกอบเหล่านี้เพื่อเปิดเผยบทบาทที่แตกต่างและการใช้งานจริงภายในวงออเคสตราไฟฟ้าขนาดใหญ่การเหนี่ยวนำด้วยเวทมนตร์ฟลักซ์แม่เหล็ก;ความต้านทานผู้รักษาประตูที่มั่นคงของการไหลในปัจจุบัน;และความจุผู้ดูแลความคล่องตัวของประจุไฟฟ้าทั้งหมดมาบรรจบกันเพื่อสร้างซิมโฟนีที่เป็นพลังของโลกอิเล็กทรอนิกส์ของเรา

แคตตาล็อก

ความต้านทาน

รูปที่ 1: ความต้านทาน

ความต้านทาน - การต่อต้านโดยธรรมชาติของกระแสไฟฟ้าต่อกระแสไฟฟ้า - แสดงโดย 'r'บานพับขนาดของมันในขนาดของตัวนำการแต่งหน้าวัสดุและอุณหภูมิแวดล้อมการเรียกใช้กฎของโอห์มเราแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์นี้: i = u/r ดังนั้น r = u/iโอห์มซึ่งเป็นสัญลักษณ์ของตัวอักษรกรีกโอเมก้า (Ω) ยืนเป็นมาตรการความต้านทานด้วยญาติของมัน: kiloohm (kΩ), megohm (mΩ) และ milliohm (mΩ)

โอห์มโดดเดี่ยวกำหนดความต้านทานเมื่อหนึ่งโวลต์เกลี้ยกล่อมหนึ่งแอมป์ผ่านตัวนำ

ตัวต้านทาน ทำหน้าที่เป็นผู้พิทักษ์ที่ประตูควบคุมกระแสไฟฟ้าของกระแสไฟฟ้าคำว่า 'ตัวต้านทาน' ไม่เพียง แต่หมายถึงทรัพย์สินเท่านั้น แต่ยังรวมถึงส่วนประกอบที่ออกแบบมาเพื่อสนับสนุน

นี่คือภาพรวมของส่วนประกอบเหล่านี้:

แฟชั่นจากวัสดุที่หยุดชะงักเมื่อไหลของกระแสไฟฟ้าตัวต้านทานใช้รูปแบบที่หมายถึงการครองราชย์ในความโกลาหลไฟฟ้าภายในวงจรตัวต้านทานคงที่ยืนอยู่บนพื้นของพวกเขาไม่เปลี่ยนรูปในทางตรงกันข้ามโพเทนชิออมิเตอร์หรือ rheostat - ตัวต้านทานตัวแปร - อนุญาตสำหรับความแปรปรวนควบคุมในความต้านทาน

ตัวต้านทานในอุดมคติคือเส้นตรงและกระแสไฟฟ้าทันทีผ่านมันเป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้าทันทีที่ใช้กับมันสำหรับตัวต้านทานพิเศษบางตัวเช่นเทอร์มิสเตอร์ Varistors และองค์ประกอบการรับรู้มีความสัมพันธ์ที่ไม่ใช่เชิงเส้นระหว่างแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า

หลักการพื้นฐาน

ตัวต้านทานประกอบด้วยสามส่วน: ตัวต้านทาน, เฟรมและเทอร์มินัล (ตัวต้านทานตัวและเฟรม SSR รวมกันเป็นหนึ่ง)เฉพาะตัวต้านทานที่กำหนดค่าความต้านทาน

การจำแนกประเภทของกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้า

ความต้านทานของตัวนำนั้นเกือบคงที่ที่อุณหภูมิที่แน่นอนเหนือค่าที่กำหนดความต้านทานนี้เรียกว่าความต้านทานเชิงเส้นค่าความต้านทานของตัวต้านทานบางตัวเปลี่ยนแปลงอย่างมากกับกระแส (หรือแรงดันไฟฟ้า) และลักษณะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันแสดงเส้นโค้งตัวต้านทานประเภทนี้เรียกว่าตัวต้านทานแบบไม่เชิงเส้นความสัมพันธ์ที่ไม่เชิงเส้นเหล่านี้มักจะต้องการในวงจรอิเล็กทรอนิกส์

ตัวต้านทานฟิวส์: หรือที่เรียกว่าตัวต้านทานฟิวส์โดยทั่วไปจะมีบทบาทคู่ของตัวต้านทานและฟิวส์เมื่อวงจรล้มเหลวและกำลังเกินคะแนนมันจะไหม้เหมือนฟิวส์ทำลายวงจร-ตัวต้านทานฟิวส์มักจะมีค่าความต้านทานต่ำ (0.33Ωถึง10kΩ) และพลังงานต่ำ

ตัวต้านทานที่ละเอียดอ่อนตัวต้านทานที่ละเอียดอ่อนมีความไวต่อปริมาณทางกายภาพบางอย่าง (เช่นอุณหภูมิความชื้นความชื้นแรงดันไฟฟ้าแรงทางกลความเข้มข้นของก๊าซ ฯลฯ )เมื่อปริมาณทางกายภาพเหล่านี้เปลี่ยนแปลงความต้านทานของตัวต้านทานที่ละเอียดอ่อนก็เปลี่ยนไปเช่นกันความแปรปรวนมันเปลี่ยนแปลงไปตามการเปลี่ยนแปลงของปริมาณทางกายภาพและแสดงถึงค่าความต้านทานที่แตกต่างกันจากปริมาณทางกายภาพที่ละเอียดอ่อนตัวต้านทานที่ละเอียดอ่อนสามารถแบ่งออกเป็นความไวต่ออุณหภูมิไวความชื้นไวต่อแสงไวต่อแรงดันไวแรงไวต่อแรงแม่เหล็กที่ไวต่อแรงแม่เหล็กและความไวต่อก๊าซวัสดุที่ใช้ในตัวต้านทานที่ละเอียดอ่อนมักจะเป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ตัวต้านทานเหล่านี้เรียกว่าตัวต้านทานเซมิคอนดักเตอร์

บทบาทของการต่อต้าน

หากความต้านทานของตัวต้านทานอยู่ใกล้กับ0Ωตัวต้านทานจะไม่มีผลต่อการป้องกันการไหลของกระแสวงจรที่เชื่อมต่อแบบขนานกับตัวต้านทานนี้จะสั้นและกระแสจะไม่มีที่สิ้นสุดหากความต้านทานไม่มีที่สิ้นสุดหรือมีขนาดใหญ่มากลูปแบบอนุกรมที่มีตัวต้านทานสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นวงจรเปิดและกระแสเป็นศูนย์

ตัวต้านทานที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมจะอยู่ที่ไหนสักแห่งระหว่างสุดขั้วทั้งสองนี้มันมีค่าความต้านทานที่แน่นอนและสามารถพกพากระแสที่แน่นอนตัวต้านทานส่วนใหญ่จะใช้ในวงจรเพื่อควบคุมและรักษาเสถียรภาพกระแสและแรงดันไฟฟ้าพวกเขาสามารถใช้เป็น shunts, ตัวแปรแรงดันไฟฟ้าและวงจรการจับคู่โหลดขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของวงจรข้อเสนอแนะเชิงลบหรือวงจรแอมพลิฟายเออร์ข้อเสนอแนะเชิงบวกตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าเป็นกระแสไฟฟ้าแรงดันไฟฟ้าเกินหรือส่วนประกอบการป้องกันกระแสเกินสามารถใช้งานได้และวงจร RC สามารถใช้เป็นออสซิลเลเตอร์ตัวกรองบายพาสวงจรเวลาที่กำหนดค่าส่วนประกอบอย่างถาวร

ตัวเหนี่ยวนำ

รูปที่ 2: ตัวเหนี่ยวนำ

ตัวเหนี่ยวนำที่ติดแท็กเป็นตัวเหนี่ยวนำปฏิกิริยายืนอยู่ในการต่อต้านการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบัน - แรงไฟฟ้าแรงป้องกันการลดลงและการไหลของกระแสโครงสร้างคล้ายกับการคดเคี้ยวหม้อแปลงโดดเดี่ยวตัวเหนี่ยวนำมักจะแต่งงานกับขดลวดโล่และแกนกลางเป็นเอนทิตีเอกพจน์ในสภาวะที่สงบนิ่งตัวเหนี่ยวนำต่อต้านกระแสไฟฟ้าด้วยการแก้ไขอย่างอดทน

สัญลักษณ์สำหรับการเหนี่ยวนำ: L.

หน่วยเหนี่ยวนำคือ Henry (H) โดยมีญาติขนาดเล็กกว่า Millihenry (MH) และ microhenry (μH)การแปลงเป็นกรอบ: 1H = 10^3MH = 10^6μH = 10^9NH

มุ่งเน้นไปที่พารามิเตอร์หลัก:

การเหนี่ยวนำ

ลักษณะการสะท้อนแสงนี้เป็นมาตรวัดความกล้าหาญของแม่เหล็กของตัวเหนี่ยวนำรากเหง้าของขดลวดกลยุทธ์ที่คดเคี้ยวการปรากฏตัวและวัสดุของแกนการเหนี่ยวนำเป็นความสามารถในการเหนี่ยวนำแม่เหล็กผลัดกันมากขึ้นความหนาแน่นมากขึ้น - การเหนี่ยวนำมากขึ้นแกนแม่เหล็กต่อไปขยายเอฟเฟกต์นี้การซึมผ่านของแกนกลางตามสัดส่วนโดยตรงกับการเหนี่ยวนำขึ้นสวรรค์

หน่วยพื้นฐานของการเหนี่ยวนำคือไก่ซึ่งแสดงด้วยตัวอักษร "H"หน่วยที่ใช้กันทั่วไปคือ millihenries (MH) และ microhenries (μH)ความสัมพันธ์ระหว่างพวกเขาคือ: 1H = 1000MH, 1MH = 1000μH

จัดอันดับปัจจุบัน

กระแสไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับคือกระแสสูงสุดที่ตัวเหนี่ยวนำสามารถจัดการภายใต้เงื่อนไขการทำงานที่ยอมรับได้หากกระแสไฟฟ้าสูงกว่ากระแสไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับตัวเหนี่ยวนำจะเปลี่ยนพารามิเตอร์การทำงานเนื่องจากความร้อนและอาจดับลงเนื่องจากกระแสเกิน

รูปที่ 3: แกนแม่เหล็ก

การใช้งาน

ตัวเหนี่ยวนำในวงจรส่วนใหญ่มีบทบาทของการป้องกันสัญญาณการกรองเสียงรบกวนการทำให้เสถียรในปัจจุบันและการยับยั้งการรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นเดียวกับการกรองการสร้างการล่าช้าและการยับยั้งฟังก์ชั่นบทบาทที่พบบ่อยที่สุดของตัวเหนี่ยวนำในวงจรคือการสร้างวงจรตัวกรอง LC ด้วยตัวเก็บประจุตัวเก็บประจุมีลักษณะของ "การปิดกั้น DC และการปิดกั้น AC" ในขณะที่ตัวเหนี่ยวนำมีลักษณะของ "ผ่าน DC และการปิดกั้น AC"เมื่อกระแส DC ที่มีสัญญาณรบกวนจำนวนมากไหลผ่านวงจรตัวกรอง LC สัญญาณ AC ปลอมจะถูกดูดซึมโดยความร้อนในตัวเหนี่ยวนำ

คำอธิบาย

ในพจนานุกรมของกระแสโดยตรง (DC), "Forward DC" ส่งสัญญาณการปลดการเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำหากมีการต่อต้านขดลวดของตัวเหนี่ยวนำ DC จะพบเส้นทางที่มีความต้านทานน้อยที่สุดโดยไม่มีข้อ จำกัดโดยทั่วไปแล้วความต้านทานของขดลวดต่อ DC นั้นมีขนาดจิ๋วเกือบเล็กน้อยในการวิเคราะห์

การต่อต้าน AC เป็นอีกเรื่องหนึ่งที่นี่ตัวเหนี่ยวนำทำหน้าที่เป็นยามตอบโต้การไหลของกระแสสลับ (AC) ด้วยปฏิกิริยาอุปนัย - ตัวต้านทานในสิทธิของตนเอง

ตัวเหนี่ยวนำเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามของ ตัวเก็บประจุ แชมเปี้ยนแห่งความต่อเนื่องสำหรับ DC และอุปสรรคต่อความไม่แน่นอนของ ACผ่านตัวเหนี่ยวนำ DC พบความต้านทานเทียบเท่ากับลวดของขดลวดเท่านั้นทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าลดลงเล็กน้อยแนะนำ AC และขดลวดตอบโต้การเสกสรรแรงไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเองที่ปลายแรงนี้สอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้โดยตอบโต้ความพยายามของ AC ที่จะผ่านตัวเหนี่ยวนำเป็นตัวนำของ DC จำกัด AC และเมื่อความถี่สูงขึ้นดังนั้นการต่อต้านของพวกเขาก็เช่นกันจับคู่กับตัวเก็บประจุตัวเหนี่ยวนำเป็นเครื่องมือในการสร้างตัวกรอง LC, ออสซิลเลเตอร์และส่วนประกอบวงจรอื่น ๆ เช่นลูปปัจจุบันหม้อแปลงและรีเลย์

ความจุ

รูปที่ 4: ความจุ

ความจุซึ่งเป็นสวรรค์ของค่าใช้จ่ายวัดได้ใน Farads (F) และเป็นสัญลักษณ์ของ 'C'มันห่อหุ้มความถนัดของตัวเก็บประจุสำหรับการจัดเก็บประจุซึ่งขึ้นอยู่กับความแตกต่างของความแตกต่าง

ในขอบเขตของวงจรความจุเป็นหัวใจสำคัญมันเป็น linchpin ในฟังก์ชั่นตั้งแต่การปรับแต่งแหล่งจ่ายไฟไปจนถึงคลังสินค้าพลังงานและแม้กระทั่งการประมวลผลสัญญาณประจุของตัวเก็บประจุ (Q) หารด้วยแรงดันไฟฟ้า (U) ซึ่งครอบคลุมขั้วไฟฟ้ากำหนดความจุดังนั้นเรามี C สัญลักษณ์ที่ประกาศตัวตนของตัวเก็บประจุ

นี่คือสมการที่ผูกมัดพวกเขา: c = εs/d = εs/4πkd (ในสูญญากาศ) = q/u

การแปลงหน่วย

หน่วย morph ข้ามเครื่องชั่งใน Si Tapestry: Farad (F) สาขาเป็น Millifarad (MF), Microfarad (µF), Nanofarad (NF) และ Picofarad (PF) แต่ละเสียงกระซิบหรือตะโกนในคอร์แห่งความจุ

เพื่อนำทางเครื่องชั่งเหล่านี้โปรดจำไว้ว่า:

1 Farad (F) เท่ากับ 1,000 มิลลิราด (MF) หรือ microfarads ล้านส่าย (µF)

microfarad (µF) แปลเป็น 1,000 nanofarads (NF) หรือหนึ่งล้าน picofarads (PF)

รูปที่ 5: การแปลงหน่วย

สูตร

หากความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นระหว่างสองขั้นตอนในตัวเก็บประจุคือ 1 V และประจุคือ 1 Coulomb ดังนั้นความสามารถในการเก็บประจุของตัวเก็บประจุคือ 1 Faradต่อชั่วโมงc = q/uอย่างไรก็ตามค่าของตัวเก็บประจุไม่ได้ถูกกำหนดโดย Q (ประจุ) หรือ U (แรงดันไฟฟ้า)ชั่วโมง.ความจุถูกกำหนดโดยสูตร: c = εs/4πkdโดยที่εเป็นค่าคงที่ S คือพื้นที่ที่หันหน้าไปทางขั้วของตัวเก็บประจุ D คือระยะห่างระหว่างขั้วของตัวเก็บประจุและ k คือค่าคงที่แรงไฟฟ้าสถิตความจุของตัวเก็บประจุแผ่นขนานทั่วไปคือ c = εs/d (โดยที่εคือค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของตัวกลางระหว่างเพลต S คือพื้นที่แผ่นและ d คือระยะห่างระหว่างแผ่น)

ค้นหาสูตร:

สูตรสำหรับการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุหลายตัวในแบบขนานคือ C = C1+C2+C3+...+CN

สูตรสำหรับการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุหลายตัวในซีรีส์: 1/c = 1/c1+1/c2+...+1/cn

บทบาทของตัวเก็บประจุ

ทางผ่าน

ตัวเก็บประจุบายพาสเป็นอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานที่สร้างความสมดุลให้กับการควบคุมและลดภาระโดยการจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ท้องถิ่นเช่นเดียวกับแบตเตอรี่ขนาดเล็กตัวเก็บประจุบายพาสชาร์จและปล่อยอุปกรณ์

การแยกออกจากกัน

นี่คือปัดหรือที่เรียกว่าครอสโอเวอร์จากมุมมองของวงจรเมื่อความสามารถในการโหลดค่อนข้างใหญ่วงจรควบคุมจะต้องชาร์จและปล่อยตัวเก็บประจุเพื่อให้การแปลงสัญญาณเสร็จสมบูรณ์หากความลาดชันสูงชันกระแสจะค่อนข้างใหญ่ส่งผลกระทบต่อการทำงานปกติเวทีด้านหน้าเรียกว่า "คลัทช์"ฟังก์ชั่นของตัวเก็บประจุ decoupling คือทำหน้าที่เป็น "แบตเตอรี่" ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในวงจรควบคุมหลีกเลี่ยงการรบกวนซึ่งกันและกันและลดความต้านทานการรบกวนความถี่สูงระหว่างแหล่งจ่ายไฟและสนามอ้างอิงวงจร

กรอง

ในทางทฤษฎีสมมติว่าตัวเก็บประจุเป็นตัวเก็บประจุบริสุทธิ์ยิ่งตัวเก็บประจุขนาดใหญ่เท่าใดความต้านทานและความถี่ที่สูงขึ้นของกระแสที่ไหลผ่านแต่ในความเป็นจริงตัวเก็บประจุที่สูงกว่า 1 µF ส่วนใหญ่เป็นตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ที่มีส่วนประกอบอุปนัยขนาดใหญ่ดังนั้นความถี่ปัจจุบันจึงสูง แต่ความต้านทานเพิ่มขึ้นบางครั้งคุณจะเห็นตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ขนาดใหญ่ควบคู่ไปกับตัวเก็บประจุขนาดเล็กตัวเก็บประจุขนาดใหญ่กรองความถี่ต่ำและตัวเก็บประจุขนาดเล็กกรองความถี่สูงฟังก์ชั่นของตัวเก็บประจุคือการแปลงกระแสสลับเป็นกระแสไฟฟ้าโดยตรงและเพื่อป้องกันความถี่สูงจากความถี่ต่ำยิ่งตัวเก็บประจุมีขนาดใหญ่ขึ้นเท่าไหร่ก็ยิ่งสามารถดำเนินการกระแสไฟฟ้าได้ด้วยความถี่สูง

การจัดเก็บพลังงาน

ตัวเก็บประจุจัดเก็บรวบรวมประจุผ่านวงจรเรียงกระแสและถ่ายโอนพลังงานที่เก็บไว้ไปยังเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟผ่านวงจรตัวแปลงโดยทั่วไปแล้วตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์อลูมิเนียมจะใช้กับการจัดอันดับแรงดันไฟฟ้าในช่วง 40 ถึง 450 V DC และความจุในช่วง 220 ถึง 150,000 μFบางครั้งอุปกรณ์เหล่านี้เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมในแบบขนานหรือการรวมกันทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความต้องการพลังงานสำหรับแหล่งจ่ายไฟมากกว่า 10 กิโลวัตต์ตัวเก็บประจุสกรูเทอร์มินัลขนาดใหญ่มักจะใช้

ที่ครอบคลุมเนื้อหาทั้งหมดของบทความนี้หากคุณมีคำถามใด ๆ โปรดติดต่อเราAriat จะตอบกลับคุณทันที