inductors

Inductor basics - What is an inductor? (Kan 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

inductors

DC elektriske kretser


Spørsmål 1


∫f (x) dx Kalkulasjonsvarsling !


En 5 H induktor er utsatt for en elektrisk strøm som endres med en hastighet på 4, 5 ampere per sekund. Hvor mye spenning vil bli tapt av induktoren "# 1"> Avslør svar Skjul svar

Denne spolen vil falle 22, 5 volt.

Merknader:

Ikke gi elevene ligningen til å utføre denne beregningen! La dem finne det på egen hånd. Notatet (di / dt) kan være utenlandsk for studenter som mangler en sterk matematisk bakgrunn, men ikke la dette være et hinder for læring! Bruk heller dette som en måte å introdusere de studentene på begrepet endringshastigheter, og til beregningskonseptet av derivatet .

Spørsmål 2


∫f (x) dx Kalkulasjonsvarsling !


Anta at en induktor er koblet til en variabel strømkilde, hvor strømmen økes jevnt med en hastighet på 1, 5 ampere per sekund. Hvor mye spenning vil den 4 Henry-induktoren slippe, og hva blir polariteten til den dråpen? Husk at pilens retning i et nåværende kildesymbol peker i retning av konvensjonell strømning, ikke elektronstrøm!

I virkeligheten vil en spole ikke slippe nøyaktig samme mengde spenning som du vil beregne her. Bestem om den reelle spenningsfallet over en slik induktor ville være større eller mindre enn spådd, og forklar hvorfor.

Avslør svar Skjul svar

I virkeligheten, gjennom, vil induktoren slippe mer enn 6 volt, på grunn av svingete motstand.

Oppfølgingsspørsmål: Undersøk den typiske viklingsmotstanden til en 4 henry induktor.

Merknader:

Ahhh, kontroversen med konvensjonelle versus elektronstrøm. Eksistensen av to motstridende konvensjoner for å betegne retning av elektrisk strøm irriterer meg til ingen ende, spesielt når den som nesten alle elektroniske enhetssymboler er basert på, faktisk er feil med hensyn til ladestrømning gjennom metallledere (flertallet i elektriske kretser )! Studentene dine vil sikkert møte både "konvensjonell" og "elektron" -flyt i karrieren, så sørg for å introdusere dem til begge konvensjonene.

Diskuter med elevene konsekvensene av svingete motstand i ekte induktorer. Er det vesentlig "panelpanel-panelets standardpanel" på arbeidsarkpanelet>

Spørsmål 3

To 5 H induktorer koblet til serie er utsatt for en elektrisk strøm som endres med en frekvens på 4, 5 ampere per sekund. Hvor mye spenning vil bli tapt over seriekombinasjonen?

Anta nå at to 5 H induktorer koblet parallelt blir utsatt for samme totale påførte strøm (skiftes med en hastighet på 4, 5 ampere per sekund). Hvor mye spenning vil bli tapt av disse spolene? Hint: Den totale strømmen er delt jevnt mellom de to induktorene.

Avslør svar Skjul svar

Serieforbindelse: 45 volt totalt. Parallell tilkobling: 11, 25 volt totalt.

Oppfølgingsspørsmål: Hva angir disse tallene om typen seriekoblede og parallelle tilkoblede induktorer? Med andre ord, hvilken enkelt induktorverdi er ekvivalent med to serieforbundne 5 H induktorer, og hvilken enkelt induktorverdien tilsvarer to parallellkoblede 5 H induktorer?

Merknader:

Hvis elevene har problemer med å svare på oppfølgingsspørsmålet i svaret, be dem om å sammenligne disse spenningsfaktorene (45 V og 11, 25 V) mot spenningen som ville bli droppet av bare en av 5 H-induktorene under samme tilstand ( en påført strøm endrer med en hastighet på 4, 5 ampere per sekund).

Det er selvfølgelig viktig at studentene vet hvordan seriekoblede og parallelle tilkoblede induktorer oppfører seg. Dette er imidlertid vanligvis en prosess med rote memorization for studenter i stedet for sann forståelse. Med dette spørsmålet er målet å få studenter til å realisere spoleforbindelser basert på deres forståelse av serier og parallelle spenninger og strømmer.

Spørsmål 4

Anta at to 50 mH induktorer er koblet parallelt med hverandre. Hva vil deres kombinert induktans være i Henrys? Forklar svaret ditt.

Avslør svar Skjul svar

25 mH

Merknader:

Spør elevene dine dette spørsmålet: gitt kondensatorer og induktorer, hvilke av disse komponenttyper oppfører seg mer som motstander, i forhold til deres versus parallelle ekvivalenter?

Spørsmål 5

Beregn den totale induktansen i denne samlingen av induktorer, målt mellom de to ledningene:

Skriv også en formel som beregner total induktans gitt verdiene til induktansene L1, L2 og L3.

Avslør svar Skjul svar

L totalt = 783, 26 mH

Merk: Følgende formel er ikke den eneste mulige for å beskrive total induktans i denne kretsen!

L totalt = L 1 + L 2 L 3


L 2 + L 3

Merknader:

Det er mest nyttig å først tegne et skjematisk diagram for dette induktornettverket før du prøver å utføre induktansberegninger, for at en klar forståelse av serien / parallellforbindelsene skal etableres.

Spørsmål 6

Hvor stor må spole L x være for å gi en total induktans på 2, 5 H i dette nettverket av induktorer "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00381x01.png">

Avslør svar Skjul svar

2.145 H

Merknader:

Induktorer har en tendens til å være enda mindre enn motstander når det gjelder tilgjengeligheten av forskjellige verdier, så det er praktisk praktisk å vite hvordan man kombinerer forskjellige induktorer sammen for å oppnå ønsket total induktans.

Det bør noteres til elevene at induktorer kan samhandle med hverandre dersom de plasseres for nært, på grunn av at magnetfeltet til en induktor "knytter" til spolen i en annen induktor. Dette kalles gjensidig induktans, og hvis den er til stede, endres de ellers rettferdige serie-parallelle induktansforholdene som man forventer å være analoge med serie-parallelle motstander.

Spørsmål 7

Anta at en kortslutning skulle utvikles i dette elektriske kraftsystemet:

Formålet med bryteren er selvfølgelig å åpne kretsen automatisk for å unngå skade på strømledere. I et stort elektrisk kraftanlegg kan størrelsen på slike kortslutningsstrømmer være enorm.

Store induktorer, ofte kalt reaktorer, installeres ofte i serie med strømledere i høyspente strømforsyningssystemer for å "myke" utbruddet av kortslutningsstrømmer:

Forklar hvordan tilsetning av en "reaktor" bidrar til å minimere størrelsen på kortslutningsstrømbryteren må avbryte.

Avslør svar Skjul svar

I det øyeblikket en kortslutningsfeil oppstår, utgjør den plutselige økningen i gjeldende en meget stor (di / dt) -verdi, som induktoren øyeblikkelig "motsetter" ved å tippe spenningen.

Oppfølgingsspørsmål: hvorfor bruk en induktor for å begrense kortslutningsfeilstrømmen "notater skjult"> Merknader:

Strømsystemreaktorer installeres vanligvis i stasjoner, hvor de virker som spiralspoler (ingen jernkjerne) noen få meter i diameter, vanligvis plassert i nærheten av strømbrytere.

Spørsmål 8

Små induktorer ser ofte ut som motstander, selv i den utstrekning at deres verdier er utpekt av fargede bånd. Bestem verdiene for følgende induktorer (uttrykk toleransen i prosent), basert på deres fargekoder:

Rød, Grn, Brn, Gld
Wht, Org, Red, Sil
Grn, Gry, Blk
Vio, Blu, Org, Gld
Avslør svar Skjul svar

Rød, Grn, Brn, Gld = 250 μH, +/- 5%
Wht, Org, Rød, Sil = 9300 μH, +/- 10%
Grn, Gry, Blk = 58 μH, +/- 20%
Vio, Blu, Org, Gld = 76 mH, +/- 5%

Merknader:

Studentene vil legge merke til mange likheter mellom induktorfargekoden og motstandsfargekoden, men de bør også merke en signifikant forskjell!

Spørsmål 9

Når kontrolleres med en ohmmeter, hvordan skal en korrekt fungerende induktor svare?

Avslør svar Skjul svar

En "sunn" induktor skal registrere seg som en svært lav motstand mellom sine terminaler. Hvis induktoren har en jernkjerne, bør det være uendelig motstand (ingen kontinuitet) mellom enten viklingsterminalen og kjernen.

Oppfølgingsspørsmål: Hva antar du er den mest sannsynlige feilmodusen til en induktor, åpen eller kortsluttet? Forklar svaret ditt.

Merknader:

La elevene faktisk teste noen induktorer med sine ohmmetre i klassen. I motsetning til kondensatorkontroll med en ohmmeter, er det aldri en betydelig "ladning" periode! Hvis elevene dine allerede har lært om kondensatorkontroll med en ohmmeter, be dem om å forklare hvorfor det ikke er noen "lading" -aksjon som er angitt av ohmmeteren når den er koblet til en induktor.

Hvis det var en observerbar "lading" -tid som ble vist av en induktor når den ble målt av et ohmmeter, hva ville det virke som, når det gjelder ohmmeterens indikasjon?

Normalt gir jeg ikke svar på oppfølgingsspørsmål i avsnittet "Notater", men her føler jeg at det kan være nødvendig. Studier har vist at induktorer har omtrent like stor mulighet til å ikke åpne, da de ikke svikter kort. Selvfølgelig vil dette variere med den spesifikke utformingen og applikasjonen av induktoren, men det er ingen modus for feil klart mer sannsynlig enn den andre.

Spørsmål 10


∫f (x) dx Kalkulasjonsvarsling !


Hva skjer med induktansen til en induktor som kjernen blir mettet ? Induktansverdien øker, reduseres eller forblir den samme? Forklar svaret ditt.

Avslør svar Skjul svar

Ettersom kjerne av en induktor blir mettet med magnetisk fluss, vil det bli mindre endring i flux for en gitt forandring i strømmen (derivatet (dφ) / di) vil være mindre):

Dette fører til at induktansen minker .

Merknader:

Be elevene dine om å identifisere hvilken tilstand som kan føre til metningstilstand. Og selv om de ekstreme endene av B-H-kurven unngås, hva angir den ikke-lineære formen på B-H-plottet om lineariteten til en spolepanel for standardspor i panelet panelpanel

Spørsmål 11

Finn en eller to ekte induktorer og ta med deg til klassen for å diskutere. Identifiser så mye informasjon som mulig om induktorer før diskusjon:

Induktans (ideell)
Induktans (faktisk)
Svingningsmotstand
Nåværende vurdering
Type (jernkjerne, luftkjerne, etc.)
Avslør svar Skjul svar

Hvis mulig, finn produsentens dataark for komponentene dine (eller i hvert fall et dataark for en lignende komponent) for å diskutere med klassekameratene dine.

Vær forberedt på å bevise den faktiske svingningsmotstanden til induktansene i klassen, ved å bruke et multimeter!

Merknader:

Formålet med dette spørsmålet er å få elevene til å kinestetisk samhandle med emnet. Det kan virke dumt å få elevene til å delta i en "show and tell" -øvelse, men jeg har funnet ut at aktiviteter som dette i stor grad hjelper noen studenter. For de elevene som er kinestetiske i naturen, er det en stor hjelp å faktisk røre virkelige komponenter mens de lærer om deres funksjon. Selvfølgelig gir dette spørsmålet også en utmerket mulighet for å praktisere tolkning av komponentmarkeringer, bruk et multimeter, tilgangsdatablad, etc.

  • ← Forrige regneark

  • Regneark Indeks

  • Neste regneark →