Warunki indukcyjne i pojemnościowe

Co to znaczy, gdy mówimy, że jakiś element lub urządzenie jest indukcyjne lub pojemnościowe? Jak te terminy są powiązane z kondensatorami i cewkami?

Składnik, urządzenie lub obwód można uznać za indukcyjne, jeżeli po przyłożeniu napięcia stałego prąd płynący do lub do elementu, urządzenia lub obwodu wzrośnie z opóźnieniem w porównaniu ze wzrostem napięcia przyłożonego do elementu, urządzenia lub obwodu .

Można by powiedzieć, że element, urządzenie lub obwód jest pojemnościowy, jeżeli po przyłożeniu napięcia stałego przez rezystancję szeregową napięcie na wejściu elementu, urządzenia lub obwodu wzrośnie z jakimkolwiek opóźnieniem w porównaniu ze wzrostem prądu przez lub do komponent, urządzenie lub obwód.

Jeśli przyłożone zostanie napięcie prądu przemiennego, jakiekolwiek opóźnienie prądu w porównaniu do napięcia wskazywałoby składnik indukcyjny, a każde opóźnienie napięcia w porównaniu do prądu wskazywałoby składnik pojemnościowy.

Należy zauważyć, że opóźnienie może być dowolnym opóźnieniem dla elementu indukcyjnego lub pojemnościowego, który nie jest idealnym cewką indukcyjną lub kondensatorem, natomiast w idealnym kondensatorze lub cewce indukcyjnej opóźnienie wynosi 90 stopni fali sinusoidalnej.

Powinienem dodać, że element, urządzenie lub obwód może wykazywać właściwości indukcyjne lub pojemnościowe w zależności od częstotliwości.

EDYCJA: Należy zwrócić dodatkową uwagę na to pytanie. Mógłbym dodać, że kiedy mówimy, że jakiś komponent jest indukcyjny lub pojemnościowy, oznaczałoby to na ogół, że w zachowaniu tego urządzenia dominuje indukcyjność lub pojemność. Częstotliwość robocza obwodu jest ważnym czynnikiem decydującym o dominującej charakterystyce.

Peter Smith przedstawił sporo na temat ESR i ESL. Kondensatory mogą mieć również skuteczny lub równoważny opór równoległy. To wyjaśnia samorozładowanie lub wyciek kondensatorów, które nie są podłączone do obwodu lub przepływu prądu stałego, który kondensator ma zablokować.

Nie sądzę, że na tym forum należy starać się rozwinąć dyskusję na temat teorii i zastosowania indukcyjności i pojemności. W razie potrzeby uważam, że mogą być wymagane dodatkowe szczegółowe pytania.

Kondensator to urządzenie zaprojektowane specjalnie pod kątem pojemności; podobnie induktor jest specjalnie zaprojektowany tak, aby miał indukcyjność. W przypadku kondensatora oznacza to, że wykorzystujemy elektrostatykę do użytecznej części, a do cewki indukcyjnej wykorzystujemy magnetyczność do użytecznej części.

W prawdziwym elemencie, który nie jest cewką indukcyjną, nadal będzie istniała pewna indukcyjność, a także faktycznie pojawi się pewna równoległa pojemność.

Prawdziwy kondensator mieć E fektywny S eries I nductance (zazwyczaj skrócone ESL), a rzeczywistym induktor ma skuteczną pojemność (i wzajemnie równolegle z uzwojeniem pojemności).

Ponadto każdy z nich będzie miał efektywną odporność szeregową.

Rezystor będzie miał esl i efektywną pojemność, a faktycznie wszystkie komponenty pasywne są w rzeczywistości obwodami RLC, chociaż efekty mogą nie być interesujące w wielu zastosowaniach.

Jeśli weźmiemy pod uwagę, że pojemność występuje pomiędzy dowolnymi dwoma punktami o różnym potencjale elektrycznym i że indukcyjność istnieje w dowolnym elemencie przewodzącym prąd, sprawy stają się nieco wyraźniejsze.

Normalnie używamy terminów „pojemnościowy” i „indukcyjny” w odniesieniu do komponentów, w których należy wziąć pod uwagę skutki każdego z nich i z symbolu nie wynika, że ​​część może działać w trybie indukcyjnym lub pojemnościowym.

Na przykład kondensatory odsprzęgające w układach o bardzo dużych prędkościach są w rzeczywistości indukcyjne przy tych częstotliwościach (mają one rezonans własny przy 1/2pi sqr (LC), gdzie L jest indukcyjnością części). Typowa samoindukcyjność kondensatora do montażu powierzchniowego 0805 wynosi około 1,1 nH

Powyżej tej częstotliwości samoindukcyjność części dominuje nad jej odpowiedzią, dlatego też nazwano by ją „indukcyjną” przy tych częstotliwościach, nawet jeśli wyraźnie nie jest (celowo) cewką indukcyjną.

HTH

W bardzo podstawowych terminach: elementy indukcyjne (cewki indukcyjne), odporne na zmiany prądu. Podczas gdy elementy pojemnościowe (kondensatory) są odporne na zmiany napięcia.

Oba typy można stosować do wszystkich rodzajów metod filtrowania (HP, LP itp.).

Komponenty pojemnościowe i indukcyjne również wprowadzają przesunięcie fazowe. Nie uważa się, że mają opór, ale reaktancję. Jest to wyimaginowany składnik impedancji (impedancja = rezystancja + reaktancja j *). Gdzie j jest jednostką urojoną.

Powodzenia!

Jeśli element urządzenia jest pojemnościowy, wykazuje on następujące właściwości:

W perspektywie prądu stałego oznacza to zasadniczo, że ogranicza zmianę napięcia w gałęzi równoległej, w której obserwuje się zachowanie pojemnościowe. Ponadto prąd w branży rośnie w sposób wykładniczy. A także element staje się otwartym obwodem w bardzo krótkim czasie, ponieważ kondensator wytworzy napięcie równe napięciu na swojej równoległej gałęzi.

Więcej informacji na temat kondensatorów prądu stałego na stronie: http://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-13/electric-fields-capacitance/

W perspektywie prądu przemiennego oznacza to zasadniczo, że przy niskich częstotliwościach element pojemnościowy ma tendencję do otwierania samego obwodu, podczas gdy przy wysokich częstotliwościach staje się zwarciem. Sprawia również, że prąd opóźnienia napięcia jest o 90 stopni.

Więcej informacji na temat kondensatorów ac znajduje się na stronie: http://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternating-current/chpt-4/ac-capacitor-circuits/

Jeśli element urządzenia jest indukcyjny, wykazuje on następujące właściwości:

W perspektywie prądu stałego oznacza to zasadniczo, że ogranicza zmianę prądu w gałęzi, w której obserwuje się zachowanie pojemnościowe. Ponadto napięcie w gałęzi rośnie w sposób wykładniczy. A także element staje się zwarciem w bardzo krótkim czasie, ponieważ cewka indukuje prąd równy prądowi w swojej gałęzi.

Więcej informacji na temat wizyty na cewkach indukcyjnych prądu stałego, http://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-15/magnetic-fields-and-inductance/

W perspektywie prądu przemiennego oznacza to zasadniczo, że przy wysokich częstotliwościach element indukcyjny ma tendencję do otwierania samego obwodu, podczas gdy przy niskich częstotliwościach staje się zwarciem. Sprawia również, że obecne napięcie opóźnienia jest o 90 stopni.

Więcej informacji na temat cewek indukcyjnych można znaleźć na stronie: http://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternating-current/chpt-3/ac-inductor-circuits/

W jaki sposób powiązane są cewki indukcyjne i kondensatory?

Jeśli wiesz o zasadzie dualności, powinieneś na to odpowiedzieć. Z tego, co powiedziałem powyżej, widać, że dla kondensatora

I = C (dv / dt) gdzie C jest pojemnością kondensatora.

W powyższym wyrażeniu, jeśli zamierzasz zmienić parametry I na V i C na L, gdzie L jest indukcyjnością cewki indukcyjnej, otrzymasz równanie cewki indukcyjnej,

V = L (di / dt) gdzie L jest indukcyjnością cewki indukcyjnej.

Zasadniczo mają one charakter dualny. Kondensator staje się cewką indukcyjną, jeśli zamierzasz zmienić jego parametry. https://en.wikipedia.org/wiki/Duality_(electrical_circuits)