9.1: Вступ

Last updated
Save as PDF

Page ID: 33821

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

У цій главі представлений наш третій пасивний пристрій, індуктор. Індуктори принципово відрізняються як від резисторів, так і від конденсаторів за своєю конструкцією і роботою. Індуктори, однак, поділяють певні широкі риси з конденсаторами. По-перше, це накопичувачі енергії. У випадку з індуктором енергія зберігається в магнітному полі, подібному до випадку конденсатора, який використовує електричне поле. Далі, в ідеальному випадку індуктори не розсіюють потужність. Також як і конденсатори, коли індуктори розміщені в ланцюгах постійного струму, вони не є омічними, що означає, що їх вольт-амперна характеристика не відповідає закону Ома. Замість цього їх струмовольтна характеристика носить динамічний характер. Однак у деяких відношеннях їх поведінка струм-напруга протилежна тому, як поводяться конденсатори, і, таким чином, вони пропонують свої унікальні експлуатаційні характеристики.

Індуктори мають давню історію використання в електронних системах. Насправді, одне з найпоширеніших застосувань у домашніх умовах є невід'ємною частиною типової гучномовної системи. Вони використовуються в сучасних комутаційних джерелах живлення постійного струму в таких продуктах, як персональні комп'ютери і телевізори. У аудіо- і комунікаційних системах вони використовуються в фільтрах і ланцюгах настройки поряд з конденсаторами. Як і конденсатор, для будь-якого застосування, яке потребує згладжування змінної напруги, накопичення енергії або фільтрування сигналу; індуктор є ймовірним кандидатом.

На жаль, реальні індуктори, як правило, не поводяться так близько до бажаної ідеальної роботи, як це роблять конденсатори реального світу. Вторинні ефекти конструкції індуктора обмежують їх продуктивність; можливо, найбільш помітним фактором є їх потенційно великий еквівалентний послідовний опір. Вони також сприйнятливі до зовнішніх магнітних полів, які можуть вводити шум і перешкоди, погіршуючи якість сигналу. З цих причин є області, де, враховуючи вибір, конденсатори були б кращими, ніж індуктори. Але це аж ніяк не є широким засудженням, і є сфери, де використання індукторів має важливе значення. Крім цього, важлива сама концепція індуктивності тим, що інформує дизайнерів про практичні межі продуктивності їх схем.

Поняття електромагнітної індукції вперше відкрив англійський вчений Майкл Фарадей на початку 19 століття. Він помітив, що якщо обмотати два дроти навколо залізного кільця і ввести струм в один з них, то в другій котушці дроту з'явиться перехідний (короткочасний) струм. Аналогічний ефект він помітив, коли просунув стрижневий магніт через дротяну котушку. Приблизно в той же час американець Джозеф Генрі виявив багато того ж незалежно від Фарадея і провів значні дослідження в цій області. В його честь на честь нього названа одиниця індуктивності, Генрі (скорочено Н). Символ індуктивності - L, названий на честь фізика Генріха Еміля Ленца. Індуктори зазвичай називають котушками або дроселями з причин, які будуть очевидні незабаром