Дроссель при постоянном и переменном токе
Дроссель и постоянный ток
Катушка индуктивности сделана из проводящего провода, образующего что-то похожее на виток пружины. Если на катушку индуктивности подается постоянный ток (ток, который не меняется во времени), она ведет себя как цепь с коротким замыканием. Ток будет проходить через катушку индуктивности без сопротивления.
Но нужно учитывать в дросселе изначальное противодействие возрастающему току. Это происходит при подключении к источнику напряжения и длится очень короткое время (переходное состояние). Что происходит за этот небольшой промежуток времени, так это то, что ток изменяется от 0 до его конечного значения постоянного тока.
Дроссель и переменный ток
Катушка индуктивности, как сопротивление, противодействует протеканию переменного тока, но в отличие от последнего величина этого противодействия называется индуктивным реактивным сопротивлением и обозначается XL и может быть рассчитана по закону Ома: L = V/I и по формуле : XL = 2πfL, где:
- XL: индуктивное сопротивление в омах
- V: напряжение в вольтах
- I: ток в амперах
- f: частота в герцах
- L: индуктивность в генри
Фазовый угол переменного тока в катушке индуктивности
Электрический разность потенциалов в катушке индуктивности опережает ток на 90°. Сигналы переменного тока имеют характеристику периодичности, это означает, что они повторяются через фиксированные промежутки времени.
Если два одинаковых периодических сигнала совпадают по фазе, максимальное и минимальное значения совпадают. Если сигнал задерживается по отношению к другому до тех пор, пока он не вернется в соответствие с этими (максимальным и минимальным) значениями, говорят, что он имеет фазовый сдвиг на 360°.
Промежутки должны составлять 180° (сигналы смещены на половину периода) и фазовый сдвиг 90° (сигналы смещены на четверть периода).
Добротность катушки индуктивности
Для рассчитанного ранее индуктивного сопротивления (XL) мы взяли катушку индуктивности за идеальную. Реальный дроссель имеет эквивалентное сопротивление RL из-за материала, из которого он изготовлен, и если у него есть сердечник, который не является воздухом. Это сопротивление (RL) включено последовательно с катушкой индуктивности.
Соотношение между индуктивным сопротивлением XL и сопротивлением RL называется добротностью. Q = XL/RL, где RL – последовательное сопротивление. Xl и RL зависят от частоты, поэтому Q также зависит от частоты. Меньшее значение RL означает более высокую добротность.
Примечание. добротность используется только для катушки индуктивности при работе с переменным током.
© digitrode.ru