Comprendre les principes fondamentaux: résistance à l'inductance et connexion
Dans la danse complexe de l'ingénierie électrique, un trio d'éléments fondamentaux occupe le devant de la scène: inductance, résistance et capacité.Chacun porte des traits uniques qui dictent les rythmes dynamiques des circuits électroniques.Ici, nous nous lançons dans un voyage pour déchiffrer les complexités de ces composants, pour découvrir leurs rôles et utilisations pratiques distincts au sein du vaste orchestre électrique.Inductance, avec sa magie de flux magnétique;résistance, le porte-gardien constant de l'écoulement de courant;et la capacité, le gardien agile de la charge électrique, tous convergent pour créer la symphonie qui alimente notre monde électronique.
La résistance - un défi inné d'un conducteur contre le courant électrique - est indiquée par «R».Sa magnitude dépend des dimensions du conducteur, du maquillage des matériaux et de la température ambiante.Invoquant la loi d'Ohm, nous articulons cette relation: i = u / r, donc r = u / i.L'OHM, symbolisé par la lettre grecque Omega (ω), est la mesure de la résistance, avec ses parents: le kiloohm (kΩ), le megohm (MΩ) et le milliohm (MΩ).
Un ohm solitaire définit la résistance lorsqu'une volt amène un ampère à travers le conducteur.
Les résistances servent de gardiens aux portes, freinant la ruée du courant électrique.Le terme «résistance» dénote non seulement une propriété, mais aussi les composants mêmes conçus pour le maintenir.
Voici un instantané de ces composants:
Filacées à partir de matériaux qui rechignent à l'écoulement du courant, les résistances adoptent une forme destinée à régner dans le chaos électrique dans un circuit.Les résistances fixes se tiennent au sol, immuables.En revanche, le potentiomètre ou le rhéostat - des résistances variables - se trouvent pour une variance contrôlée de résistance.
Une résistance idéale est linéaire et le courant instantané à travers lui est proportionnel à la tension instantanée qui lui est appliquée.Pour certaines résistances spéciales, telles que les thermistances, les varistations et les éléments de détection, il existe une relation non linéaire entre la tension et le courant.
Le principe de base
La résistance se compose de trois parties: le corps de la résistance, le cadre et le terminal (le corps de la résistance et le cadre SSR sont combinés en un).Seule la résistance détermine la valeur de résistance.
Classification des caractéristiques de courant et de tension
La résistance d'un conducteur est presque constante à une certaine température.Au-dessus d'une certaine valeur, cette résistance est appelée résistance linéaire.La valeur de résistance de certaines résistances change considérablement avec le courant (ou la tension), et la caractéristique de courant-tension montre une courbe.Ce type de résistance est appelé résistance non linéaire.Ces relations non linéaires sont souvent nécessaires dans les circuits électroniques.
(1) Résistance à fusible: Également appelé résistance de fusible, il joue généralement le double rôle de la résistance et du fusible.Lorsqu'un circuit échoue et que la puissance dépasse sa note, elle brûle comme un fusible, brisant le circuit..Les résistances de fusible ont généralement de faibles valeurs de résistance (0,33Ω à 10kΩ) et une faible puissance.
(2) résistances sensibles.Les résistances sensibles sont sensibles à certaines quantités physiques (telles que la température, l'humidité, la lumière, la tension, la force mécanique, la concentration en gaz, etc.).Lorsque ces quantités physiques changent, la résistance de la résistance sensible change également.Variabilité.Il change en fonction des changements de quantités physiques et représente différentes valeurs de résistance.Selon les quantités physiques sensibles, les résistances sensibles peuvent être divisées en résistances sensibles à la température, sensibles à l'humidité, sensibles à la lumière, sensibles à la pression, sensibles à la force, sensibles magnétiques et sensibles au gaz.Les matériaux utilisés dans les résistances sensibles sont presque toujours des matériaux semi-conducteurs.Ces résistances sont également appelées résistances semi-conductrices.
Le rôle de la résistance
Si la résistance de la résistance est proche de 0Ω, la résistance n'a aucun effet sur la prévention de l'écoulement du courant.Le circuit connecté en parallèle avec cette résistance est court-circuité et le courant devient infini.Si la résistance est infinie ou très grande, la boucle en série avec la résistance peut être considérée comme un circuit ouvert et le courant est nul.
Les résistances couramment utilisées dans l'industrie se situent quelque part entre ces deux extrêmes.Il a une certaine valeur de résistance et peut transporter un certain courant.Les résistances sont principalement utilisées dans les circuits pour réguler et stabiliser le courant et la tension.Ils peuvent être utilisés comme shunts, diviseurs de tension et circuits de correspondance de charge.Selon les exigences du circuit, la rétroaction négative ou les circuits d'amplificateur de rétroaction positive, les convertisseurs de tension à courant, les composants de surtension d'entrée ou de protection contre les surintensités peuvent également être utilisés, et le circuit RC peut être utilisé comme oscillateur, filtre, contournement, différentiel, intégrateur et intégrateur et intégrateur et intégrateur et intégratCircuits de synchronisation, composants configurés en permanence.
Une inductance, également étiquetée comme inductance réactive, est au défi du changement de courant - sa force électromotive un bouclier contre le reflux et le flux de courant.Structurellement semblable à un enroulement de transformateur solitaire, une inductance épouse généralement la bobine, le bouclier et le noyau dans une entité singulière.Dans son état de repos, une inducteur résiste au courant avec une résolution stoïque, un flux sévèrement opposé sur la violation du circuit.
Symbole de l'inductance: L.
L'unité d'inductance est le Henry (H), avec ses petits parents le millilanchry (MH) et la microhenry (μh).La conversion est nette: 1H = 10 ^ 3mh = 10 ^ 6μh = 10 ^ 9nh.
Se concentrer sur les paramètres de base:
(1) inductance
Ce trait auto-réfléchissant les prouesses magnétiques d'un inducteur.Enraciné dans les virages de la bobine, la stratégie de bobinage, la présence et le matériau du noyau, l'inductance est un révélateur de la capacité d'induction magnétique.Plus de virages, plus d'étanchéité - plus d'inductance.Un noyau magnétique amplifie encore cet effet, la perméabilité du noyau proportionnée directement à l'ascension d'inductance.
L'unité d'inductance de base est Hen, représentée par la lettre "H".Les unités couramment utilisées sont des millihénries (MH) et des microhenries (μH).La relation entre eux est: 1h = 1000 mh, 1mh = 1000 μh.
(2) courant nominal
Le courant nominal est le courant maximum que l'inductance peut gérer dans des conditions de fonctionnement acceptables.Si le courant de fonctionnement dépasse le courant nominal, l'inductance modifiera ses paramètres de fonctionnement en raison de la chaleur et peut même s'épuiser en raison de la surintensité.
Utilisation fonctionnelle
L'inductance dans le circuit joue principalement le rôle du blindage du signal, du filtrage du bruit, de la stabilisation du courant et de la suppression des interférences électromagnétiques, ainsi que des fonctions de filtrage, de génération, de retard et de suppression.Le rôle le plus courant d'une inductance dans un circuit est de former un circuit de filtre LC avec un condensateur.Les condensateurs ont les caractéristiques de "bloquer DC et bloquer AC", tandis que les inductances ont les caractéristiques de "passer CC et bloquer AC".Lorsqu'un courant CC contenant une grande quantité de bruit traverse le circuit de filtre LC, le signal AC parasites est absorbé par la chaleur dans l'inductance.
Explication
Dans le lexique des courants directs (DC), "Forward DC" signale le désengagement d'un inducteur.Si la résistance à la bobine de l'inductance était omise, DC trouve un chemin de moindre résistance, coulant sans entrave.En règle générale, la résistance de la bobine à DC est minuscule, presque négligeable dans les analyses.
La résistance AC est une autre histoire.Ici, une inductance agit comme une sentinelle, contrecant le flux de courant alternatif (AC) avec sa réactance inductive - une résistance à part entière.
Les inductances sont l'antithèse des condensateurs, les champions de la continuité pour DC et les barrières contre la détente de l'AC.Grâce à une inductance, DC rencontre une résistance équivalente uniquement au fil de la bobine, provoquant une chute de tension triviale.Introduire AC, et la bobine riposte, évoquant une force électromotive auto-induite à ses extrémités.Cette force s'aligne sur la tension appliquée, contrecant la tentative de AC de passer.Les inductances sont conductrices à DC, restrictives à AC, et à mesure que la fréquence monte, il en va de même pour leur résistance.Associés à des condensateurs, les inductances contribuent à l'élaboration de filtres LC, d'oscillateurs et d'autres composants de circuit comme les boucles de courant, les transformateurs et les relais.
La capacité, le paradis de l'accusation, est mesurée en Farads (F) et symbolisée par «C».Il résume l'aptitude d'un condensateur pour le stockage de charges, subordonnée à la balancement de la différence de potentiel.
Dans le domaine des circuits, la capacité est essentielle;C'est le pignon de lamelle dans des fonctions allant du raffinement de l'alimentation électrique à l'entreposage énergétique et même au traitement du signal.La charge du condensateur (Q), divisé par la tension (U) couvrant ses électrodes, définit sa capacité.Ainsi, nous avons c, le symbole qui annonce l'identité d'un condensateur.
Voici l'équation qui les lie: C = εs / d = εs / 4πkd (dans le vide) = q / u.
Conversion d'unité
Les unités se transforment à travers les échelles dans la tapisserie SI: le Farad (F) se ramifie en Millifarad (MF), Microfarad (µF), Nanofarad (NF) et Pifarad (PF), chacun un murmure ou un shout dans le chœur de la capacité.
Pour naviguer dans ces échelles, rappelez-vous:
1 Farad (F) est égal à 1000 millifarades (MF) ou à un million de microfarades stupéfiants (µF).
Une microfarad (µF) se traduit par 1000 nanofarads (NF) ou un million de pifarads (PF).
Formule
Si la différence de potentiel entre les deux étapes d'un condensateur est de 1 V et que la charge est 1 coulomb, alors la capacité du condensateur est de 1 Farad.par heure.C = q / u.Cependant, la valeur du condensateur n'est pas déterminée par q (charge) ou u (tension).Heure.La capacité est déterminée par la formule: C = εs / 4πkd.Lorsque ε est une constante, S est la zone face aux pôles du condensateur, d est la distance entre les pôles de condensateur, et k est la constante de force électrostatique.La capacité d'un condensateur à plaque parallèle conventionnel est c = εs / d (où ε est la constante diélectrique du milieu entre les plaques, S est la zone de la plaque et D est la distance entre les plaques).
Trouvez la formule:
La formule pour connecter plusieurs condensateurs en parallèle est C = C1 + C2 + C3 + ... + CN
La formule pour connecter plusieurs condensateurs en série: 1 / c = 1 / c1 + 1 / c2 + ... + 1 / cn
Le rôle des condensateurs
(1) contourner
Les condensateurs de contournement sont des périphériques de stockage d'énergie qui équilibrent la sortie du régulateur et réduisent la charge en fournissant une alimentation aux appareils locaux.Comme les petites batteries, les condensateurs de contournement charge et déchargent l'appareil.
(2) découplage
Il s'agit d'un shunt, également connu sous le nom de croisement.Du point de vue du circuit, lorsque la capacité de charge est relativement importante, le circuit de commande doit charger et décharger le condensateur pour terminer la conversion du signal.Si la pente est raide, le courant sera relativement important, affectant un fonctionnement normal.La scène avant s'appelle "l'embrayage".La fonction du condensateur de découplage consiste à agir comme une "batterie", à répondre aux changements du circuit de contrôle, à éviter les interférences mutuelles et à réduire davantage la résistance aux interférences à haute fréquence entre l'alimentation et la masse de référence du circuit.
(3) filtre
Théoriquement, en supposant que le condensateur est un condensateur pur, plus le condensateur est grand, plus l'impédance est faible et plus la fréquence du courant le traversant.Mais en réalité, les condensateurs supérieurs à 1 µF sont principalement des condensateurs électrolytiques avec de grands composants inductifs, donc la fréquence de courant est élevée, mais la résistance augmente.Parfois, vous verrez de grands condensateurs électrolytiques parallèles aux petits condensateurs.Les grands condensateurs filtrent les basses fréquences et les petits condensateurs filtrent les hautes fréquences.La fonction d'un condensateur est de convertir le courant alternatif en courant direct et de bloquer les hautes fréquences des basses fréquences.Plus le condensateur est grand, plus il est facile de mener un courant à haute fréquence.
(4) Stockage d'énergie
Le condensateur de stockage recueille la charge via le redresseur et transfère l'énergie stockée à la sortie de l'alimentation à travers le circuit de convertisseur.En règle générale, les condensateurs électrolytiques en aluminium sont utilisés avec une cote de tension dans la plage de 40 à 450 V CC et une capacité de plage de 220 à 150 000 μF.Selon les besoins en puissance, ces appareils sont parfois connectés en série, en parallèle ou en combinaison.Pour les alimentations supérieures à 10 kW, les condensateurs à vis à vis plus grands sont généralement utilisés.
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