Describir inductores de circuito y calcular su almacenamiento de energía magnética

En los circuitos, inductores resisten cambios instantáneos en energía magnética actual y tienda. Inductores son dispositivos electromagnéticos que encuentran un uso intensivo de radiofrecuencia circuitos (RF). Sirven de RF " estrangulaciones, " bloqueando las señales de alta frecuencia.

Esta aplicación de los circuitos de inductor se llama filtración. Los filtros electrónicos seleccionar o bloque de frecuencias que sea el usuario elige.

Describir un inductor

A diferencia de los condensadores, que son dispositivos electrostáticos, inductores son dispositivos electromagnéticos. Considerando que los condensadores de evitar un cambio instantáneo en el voltaje, inductores evitar un cambio brusco en la corriente. Inductores son alambres de la herida en varios bucles para formar bobinas. De hecho, el símbolo del inductor se parece a una bobina de alambre, como se muestra aquí.

La corriente que fluye a través de un alambre crea un campo magnético, y las líneas del campo magnético rodean el alambre a lo largo de su eje. La concentración o densidad, de las líneas del campo magnético se denomina flujo magnético. La forma en espiral de inductores aumenta el flujo magnético que se produce naturalmente cuando la corriente fluye a través de un alambre recto. Cuanto mayor sea el flujo, mayor es la inductancia.

Si usted necesita un circuito que almacena más energía magnética, usted puede obtener valores de inductancia aún más grandes mediante la inserción de hierro en la bobina de alambre.

Aquí está la ecuación de definición para el inductor:

donde la inductancia L se mide una constante en henrios (H). Esta es la misma ecuación en forma gráfica.

La figura muestra la i-v característica de un inductor, donde la pendiente de la línea es el valor de la inductancia.

La ecuación anterior dice que el voltaje a través del inductor depende de la tasa de tiempo de cambio de la corriente. En otras palabras, ningún cambio en la corriente del inductor significa que no hay voltaje a través del inductor. Para crear tensión en la bobina, la corriente debe cambiar suavemente. De lo contrario, un cambio instantáneo en la corriente crearía un voltaje a través del inductor gigantescos.

Piense en la inductancia L como una constante de proporcionalidad, como una resistencia actúa como una constante en la ley de Ohm. Esta noción de la ley de Ohm para los inductores y condensadores () resulta útil cuando se inicia el trabajo con fasores.

Para expresar la corriente a través del inductor en función de la tensión, a integrar la ecuación anterior como sigue:

El segundo término de esta ecuación es la corriente inicial a través del inductor en el tiempo t = 0.

Encuentra el almacenamiento de energía de un inductor atractiva

Para encontrar la energía almacenada en el inductor, es necesario la definición de potencia siguiente, que se aplica a cualquier dispositivo:

El subíndice L denota un dispositivo inductor. Sustituyendo el voltaje de un inductor en la ecuación de poder que da la siguiente:

La energía w_L(t) almacenada por unidad de tiempo es el poder. La integración de la ecuación anterior le da la energía almacenada en un inductor:

La ecuación de la energía implica que la energía en el inductor es siempre positivo. El inductor absorbe energía de un circuito cuando el almacenamiento de energía, y el inductor libera la energía almacenada cuando la entrega de energía al circuito.

Para visualizar la relación actual y la energía que se muestra aquí, que muestra la corriente en función del tiempo y la energía almacenada en un inductor.

Esto también muestra cómo puede obtener la corriente de la relación entre el inductor de corriente y tensión.

Calcular la inductancia total de la serie y paralelo inductores

Inductores conectados en serie o conectados en paralelo pueden reducirse a un solo inductor. Echa un vistazo a el circuito con tres inductores de la serie que se muestran en el diagrama superior.

Debido a que los inductores están conectados en serie, que tienen las mismas corrientes:

yo₁(t) = i₂(t) = i₃(t) = i (t)

Sume las tensiones de los inductores de la serie para obtener la tensión de red v (t), como sigue:

Por unos inductores de la serie, que tiene una inductancia equivalente de

L_EQ = L₁ + L₂ + L₃

Para una conexión en paralelo de los inductores, aplicar la ley de Kirchhoff (KCL) en el diagrama inferior de la figura. KCL dice que la suma de las corrientes entrantes y salientes en la corriente de un nodo es igual a 0, que le da

Debido a que tiene el mismo voltaje v (t) en cada uno de los inductores en paralelo, se puede volver a escribir la ecuación como

Esta ecuación muestra cómo se pueden reducir los inductores en paralelo a una sola bobina: