Verständnis der Grundlagen: Induktivitätsresistenz, und Capacitance

Im komplizierten Tanz der Elektrotechnik steht ein Trio grundlegender Elemente im Mittelpunkt: Induktivität, Widerstand und Kapazität.Jeder trägt einzigartige Merkmale, die die dynamischen Rhythmen elektronischer Schaltungen bestimmen.Hier begeben wir uns auf eine Reise, um die Komplexität dieser Komponenten zu entschlüsseln und ihre unterschiedlichen Rollen und praktischen Verwendungen innerhalb des riesigen elektrischen Orchesters aufzudecken.Induktivität mit seiner magnetischen Flusszauberei;Widerstand, der standhafte Torhüter des Stromflusses;und Kapazität, der agile Verwalter der elektrischen Ladung, konvergieren alle, um die Symphonie zu schaffen, die unsere elektronische Welt versorgt.

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Widerstand

Abbildung 1: Widerstand

Widerstand - der angeborene Trotz eines Leiters gegenüber elektrischem Strom - wird mit 'R' bezeichnet.Seine Größe hängt von den Abmessungen des Leiters, dem Material Make -up und der Umgebungstemperatur ab.Wenn wir Ohms Gesetz berufen, artikulieren wir diese Beziehung: i = u/r, also r = u/i.Der OHM, der durch den griechischen Buchstaben Omega (ω) symbolisiert wird, steht als Maß des Widerstandes mit seiner Angehörigen: Das Kiloohm (Kω), Megegohm (Mω) und Milliohm (Mω).

Ein einsamer OHM definiert den Widerstand, wenn ein Volt einen Ampere durch den Leiter leitete.

Widerstände Diene als Wächter an den Toren und kehre den Ansturm des elektrischen Stroms ein.Der Begriff "Widerstand" bezeichnet nicht nur ein Eigentum, sondern Christen auch die Komponenten, die sie aufrechterhalten sollen.

Hier ist eine Momentaufnahme dieser Komponenten:

Resistenten sind aus Materialien hergestellt, die sich am Strom des Stroms balken, und übernehmen eine Form, die im elektrischen Chaos innerhalb eines Stromkreises regieren soll.Fixe Widerstände stehen im Boden und unveränderlich.Im Gegensatz dazu haben das Potentiometer oder Rheostat - unterteilbare Widerstände - für eine kontrollierte Varianz des Widerstands.

Ein idealer Widerstand ist linear und der momentane Strom durch ihn ist proportional zur darauf aufgetragenen momentanen Spannung.Für einige spezielle Widerstände wie Thermistoren, Varistoren und Erfassungselemente besteht eine nichtlineare Beziehung zwischen Spannung und Strom.

Das Grundprinzip

Der Widerstand besteht aus drei Teilen: dem Widerstandskörper, dem Rahmen und dem Terminal (der Widerstandskörper und der SSR -Rahmen werden zu einem kombiniert).Nur der Widerstand bestimmt den Widerstandswert.

Klassifizierung von Strom- und Spannungseigenschaften

Der Widerstand eines Leiters ist bei einer bestimmten Temperatur nahezu konstant.Über einem bestimmten Wert wird dieser Widerstand als linearer Widerstand bezeichnet.Der Widerstandswert einiger Widerstände ändert sich stark mit Strom (oder Spannung), und das Strom-Spannungs-Merkmal zeigt eine Kurve.Diese Art von Widerstand wird als nichtlinearer Widerstand bezeichnet.Diese nichtlinearen Beziehungen werden häufig in elektronischen Schaltungen benötigt.

Sicherungswiderstand: Auch der Sicherungswiderstand bezeichnet und spielt im Allgemeinen die doppelte Rolle von Widerstand und Sicherung.Wenn eine Schaltung ausfällt und die Leistung ihre Bewertung überschreitet, verbrennt sie wie eine Sicherung, wodurch die Schaltung gebrochen wird..Sicherungswiderstände weisen typischerweise niedrige Widerstandswerte (0,33 bis 10 kΩ) und niedrige Leistung auf.

Empfindliche Widerstände.Empfindliche Widerstände reagieren auf bestimmte physikalische Größen (wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Licht, Spannung, mechanische Kraft, Gaskonzentration usw.).Wenn sich diese physikalischen Größen ändern, ändert sich auch der Widerstand des empfindlichen Widerstands.Variabilität.Es ändert sich entsprechend Veränderungen der physikalischen Größen und stellt unterschiedliche Widerstandswerte dar.Gemäß den empfindlichen physikalischen Größen können empfindliche Widerstände in temperaturempfindliche, feuchtigkeitsempfindliche, lichtempfindliche, druckempfindliche, kraftsempfindliche, magnetischempfindliche und gasempfindliche empfindliche resibile Widerstände unterteilt werden.Die in empfindlichen Widerständen verwendeten Materialien sind fast immer Halbleitermaterialien.Diese Widerstände werden auch Halbleiterwiderstände bezeichnet.

Die Rolle des Widerstands

Wenn der Widerstand des Widerstands nahe 0 Ω liegt, hat der Widerstand keinen Einfluss darauf, den Stromfluss zu verhindern.Die parallel zu diesem Widerstand angeschlossene Schaltung ist kurzgeschlossen und der Strom wird unendlich.Wenn der Widerstand unendlich oder sehr groß ist, kann die Schleife in Reihe mit dem Widerstand als offener Schaltkreis angesehen werden und der Strom Null.

In der Industrie üblicherweise verwendeten Widerstände fallen irgendwo zwischen diesen beiden Extremen.Es hat einen bestimmten Widerstandswert und kann einen bestimmten Strom tragen.Widerstände werden hauptsächlich in Schaltkreisen verwendet, um Strom und Spannung zu regulieren und zu stabilisieren.Sie können als Shunts, Spannungsteiler und Lastanpassungsschaltungen verwendet werden.Abhängig von den Schaltungsanforderungen, dem negativen Rückkopplungs- oder positiven Rückkopplungsverstärkerschaltungen, Spannungs-zu-Strom-Wandlern, Eingangsüberspannung oder Überstromschutzkomponenten können ebenfalls verwendet werden, und der RC-Schaltkreis kann als Oszillator, Filter, Bypass, Differential, Integrator und Integrator verwendet werdenTiming -Schaltungen, dauerhaft konfigurierte Komponenten.

Induktor

Abbildung 2: Induktor

Ein Induktor, der ebenfalls als reaktiver Induktor markiert ist, steht im Widerspruch zu Stromänderungen - die elektromotive Kraft eines Schildes gegen das Ebbe und den Stromfluss.Strukturell vergleichbar mit einer einsamen Transformatorwicklung, weist ein Induktor typischerweise Spule, Schild und Kern in eine einzelne Einheit.In seinem ruhenden Zustand widersetzt sich ein Induktor mit stoischer Auflösung gegen den Strom, der sich entschieden gegen den Verstoß der Schaltung entgegenwirkt.

Symbol für die Induktivität: L.

Die Induktivitätseinheit ist der Henry (H) mit seiner kleineren Kin der Millihenry (MH) und der Mikrohenry (μH).Die Umwandlung ist knusprig: 1H = 10^3MH = 10^6 μH = 10^9NH.

Konzentration auf die Kernparameter:

Induktivität

Dieses selbstreflektierende Merkmal misst die magnetische Fähigkeit eines Induktors.In den Wendungen der Spule, der Wicklungsstrategie, der Anwesenheit und des Materials des Kerns, ist die Induktivität ein Treffen mit magnetischer Induktionskapazität.Mehr Kurven, mehr Enge - mehr Induktivität.Ein magnetischer Kern verstärkt diesen Effekt weiter, wobei die Permeabilität des Kerns direkt zum Induktivitätsaufstieg proportioniert wird.

Die Grundeinheit der Induktivität ist Hen, dargestellt durch den Buchstaben "H".Häufig verwendete Einheiten sind Millihenries (MH) und Mikrohenries (μH).Die Beziehung zwischen ihnen ist: 1H = 1000 mH, 1mH = 1000 μh.

Bewertungsstrom

Der Nennstrom ist der maximale Strom, den der Induktor unter akzeptablen Betriebsbedingungen verarbeiten kann.Wenn der Betriebsstrom den Nennstrom überschreitet, ändert der Induktor seine Betriebsparameter aufgrund von Wärme und kann sogar aufgrund des Überstroms ausbrennen.

Abbildung 3: Magnetischer Kern

Funktionsgebrauch

Der Induktor in der Schaltung spielt hauptsächlich die Rolle der Signalabschirmung, der Rauschfilterung, der Stromstabilisierung und der Unterdrückung der elektromagnetischen Interferenzen sowie der Filterung, Erzeugung, Verzögerung und Unterdrückung von Funktionen.Die häufigste Rolle eines Induktors in einer Schaltung ist die Bildung eines LC -Filterkreises mit einem Kondensator.Kondensatoren haben die Eigenschaften, "DC zu blockieren und AC zu blockieren", während Induktoren die Eigenschaften von "bestandenem DC und Blockierung von AC" haben.Wenn ein Gleichstrom, der eine große Menge an Rausch enthält, durch den LC -Filterkreis fließt, wird das falsche Wechselstromsignal durch die Wärme im Induktor aufgenommen.

Erläuterung

Im Lexikon der direkten Ströme (DC) signalisiert "Forward DC" die Entlassung eines Induktors.Sollte der Spulenwiderstand des Induktors weggelassen werden, findet DC einen Weg des geringsten Widerstands, der ungehindert fließt.Typischerweise ist der Widerstand der Spule gegen DC winzig und in Analysen fast vernachlässigbar.

AC -Widerstand ist eine andere Geschichte.Hier fungiert ein Induktor als Wachposten und entgegenwirkt dem Fluss des Wechselstroms (AC) mit seiner induktiven Reaktanz - einem eigenen Widerstand.

Induktoren sind das Antithese von Kondensatoren , Meister der Kontinuität für DC und Barrieren gegen die Unmengen von AC.Durch einen Induktor trifft DC auf Widerstandsäquivalent nur zum Draht der Spule, was zu einem trivialen Spannungsabfall führt.Einführung der AC, und die Spule resultaliert und beschwor eine selbstinduzierte elektromotive Kraft an ihren Enden.Diese Kraft stimmt mit der angelegten Spannung überein und entgegenwirkt dem Versuch von AC, zu bestehen.Induktoren sind für DC leitfähig, restriktiv auf AC und steigt der Frequenz ebenso wie ihr Widerstand.In Kombination mit Kondensatoren sind Induktoren maßgeblich an der Herstellung von LC -Filtern, Oszillatoren und anderen Schaltungskomponenten wie Stromschleifen, Transformatoren und Relais maßgeblich.

Kapazität

Abbildung 4: Kapazität

Die Kapazität, der Hafen der Ladung, wird in Faraden (f) gemessen und durch 'C' symbolisiert.Es fasst die Eignung eines Kondensators für die Ladungslagerung zusammen, die vom Schwankungen der Potentialdifferenz abhängt.

Im Bereich der Schaltungen ist die Kapazität entscheidend;Es ist das Dreh- und Angelpunkt in Funktionen, die von der Verfeinerung der Stromversorgung bis hin zur Energieversorgung und sogar der Signalverarbeitung reichen.Die Ladung des Kondensators (q), geteilt durch die Spannung (U), die sich über ihre Elektroden erstreckt, definiert ihre Kapazität.So haben wir C, das Symbol, das die Identität eines Kondensators einsetzt.

Hier ist die Gleichung, die sie bindet: c = εs/d = εs/4πkd (im Vakuum) = q/u.

Einheitsumwandlung

Die Einheiten verwandeln sich im SI -Wandteppich über Skalen: Die Farad (F) in Millifarad (MF), Microfarad (µF), Nanofarad (NF) und Picofarad (PF), jeweils ein Flüstern oder ein Ruf im Choir der Kapazität.

Denken Sie daran: Denken Sie daran, diese Skalen zu navigieren:

1 Farad (f) entspricht 1000 Millifarads (MF) oder erstaunlichen Millionen Mikrofaradien (µF).

Ein Mikrofarad (µF) bedeutet 1000 Nanofarads (NF) oder eine Million Picofarads (PF).

Abbildung 5: Einheitsumwandlung

Formel

Wenn die Potentialdifferenz zwischen den beiden Stufen in einem Kondensator 1 V beträgt und die Ladung 1 Coulomb beträgt, beträgt die Kapazität des Kondensators 1 Farad.pro Stunde.C = q/u.Der Wert des Kondensators wird jedoch nicht durch Q (Ladung) oder U (Spannung) bestimmt.Stunde.Die Kapazität wird durch die Formel bestimmt: c = εs/4πkd.Wenn ε eine Konstante ist, ist S die Fläche, die den Kondensatorpolen gegenübersteht, d ist der Abstand zwischen den Kondensatorpolen und k die elektrostatische Kraftkonstante.Die Kapazität eines herkömmlichen Parallelplattenkondensators beträgt C = εs/d (wobei ε die dielektrische Konstante des Mediums zwischen den Platten ist, S der Plattenbereich und D der Abstand zwischen den Platten).

Finden Sie die Formel:

Die Formel zum Anschließen mehrerer Kondensatoren parallel ist C = C1+C2+C3+...+CN

Die Formel zum Anschließen mehrerer Kondensatoren in Serie: 1/C = 1/C1+1/C2+...+1/cn

Die Rolle von Kondensatoren

Bypass

Bypass -Kondensatoren sind Energiespeichergeräte, die die Ausgabe des Reglers ausgleichen und die Belastung verringern, indem sie lokale Geräte liefern.Bypass -Kondensatoren laden das Gerät wie kleine Batterien auf.

Entkopplung

Dies ist ein Shunt, der auch als Crossover bekannt ist.Unter der Sichtweise aus der Sicht muss der Steuerkreis den Kondensator laden und entladen, um die Signalumwandlung zu vervollständigen.Wenn die Steigung steil ist, ist der Strom relativ groß und beeinflusst den normalen Betrieb.Die Frontbühne heißt "Clutch".Die Funktion des Entkopplungskondensators besteht darin, als "Batterie" zu fungieren, auf Änderungen des Kontrollkreises zu reagieren, gegenseitige Interferenzen zu vermeiden und den Hochfrequenzinterferenzwiderstand zwischen der Netzteil und dem Schaltungsreferenzgrund weiter zu verringern.

Filter

Theoretisch unter der Annahme, dass der Kondensator ein reiner Kondensator ist, desto größer ist der Kondensator, desto niedriger die Impedanz und je höher die Frequenz des durch ihn fließenden Stroms.In Wirklichkeit sind Kondensatoren über 1 µF jedoch hauptsächlich elektrolytische Kondensatoren mit großen induktiven Komponenten, sodass die Stromfrequenz hoch ist, aber der Widerstand steigt.Manchmal sehen Sie große Elektrolytkondensatoren parallel zu kleinen Kondensatoren.Große Kondensatoren filtern niedrige Frequenzen und kleine Kondensatoren filtern hohe Frequenzen heraus.Die Funktion eines Kondensators besteht darin, den Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln und hohe Frequenzen von niedrigen Frequenzen zu blockieren.Je größer der Kondensator ist, desto leichter ist es, Hochfrequenzstrom durchzuführen.

Energiespeicher

Der Speicherkondensator sammelt Ladung durch den Gleichrichter und überträgt die gespeicherte Energie an den Ausgang der Stromversorgung über die Wandlerschaltung.Typischerweise werden Aluminiumelektrolytkondensatoren mit einer Spannungsbewertung im Bereich von 40 bis 450 V DC und einer Kapazität im Bereich von 220 bis 150.000 μF verwendet.Abhängig von den Stromanforderungen sind diese Geräte manchmal in Reihe, parallel oder in Kombination verbunden.Bei Netzteilen von mehr als 10 kW werden typischerweise größere Kondensatoren für Schrauben terminale Kondensatoren verwendet.

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