AC 인덕터

인덕터가 포함된 회로를 고려하고 코일 와이어를 포함한 회로의 저항이 무시할 수 있을 정도로 작다고 가정합니다. 이 경우 코일을 직류 전원에 연결하면 단락이 발생하여 알려진 바와 같이 회로의 전류가 매우 커집니다.

코일이 AC 전원에 연결된 경우 상황이 다릅니다. 이 경우 단락이 발생하지 않습니다. 이것은 보여줍니다. 인덕터가 통과하는 교류에 저항하는 것은 무엇입니까?

이 저항의 본질은 무엇이며 어떻게 조절되는가?

이 질문에 답하려면 기억하세요. 자기 유도 현상… 코일의 전류 변화는 자기 유도의 EMF를 발생시켜 전류 변화를 방지합니다. 자기 유도의 EMF 값은 코일의 인덕턴스 값 그리고 그 안의 전류 변화율. 하지만 그때부터 교류 지속적으로 변화 코일에 지속적으로 나타나는 자기 유도를 위한 전자파는 교류에 대한 저항을 생성합니다.

에서 일어나는 과정을 이해하기 위해 교류 회로 인덕터를 사용하면 그래프를 참조하십시오.그림 1은 회로의 표시, 코일의 전압 및 자체 유도의 EMF를 각각 특성화하는 곡선을 보여줍니다. 그림에서 만들어진 구성이 올바른지 확인합시다.

인덕터가 있는 AC 회로

t = 0인 순간부터, 즉 전류를 처음 관측하는 순간부터 급격하게 증가하기 시작하지만 최대값에 가까워질수록 전류의 증가율은 감소한다. 전류가 최대값에 도달하는 순간 전류의 변화율이 순간적으로 0이 되어 전류의 변화가 멈춥니다. 그런 다음 전류는 처음에 천천히 시작했다가 빠르게 감소했으며 기간의 2/4 분기 후에 0으로 떨어졌습니다. 이 분기 동안 총알에서 증가하는 전류의 변화율은 전류가 0이 될 때 가장 높은 값에 도달합니다.

전류의 크기에 따라 시간 경과에 따른 전류 변화의 특성

그림 2. 전류의 크기에 따른 시간 경과에 따른 전류 변화의 특성

그림 2의 구성에서 전류곡선이 시간축을 지날 때 전류곡선이 정점에 도달하는 같은 시간보다 짧은 시간 T에서 전류가 더 많이 증가함을 알 수 있다.

따라서 전류의 변화율은 회로의 전류 방향에 관계없이 전류가 증가하면 감소하고 전류가 감소하면 증가합니다.

코일의 자기 인덕턴스의 emf는 전류의 변화율이 가장 클 때 가장 커야 하고 변화가 멈출 때 0으로 감소해야 한다는 것은 명백합니다. 실제로 그래프에서 자기 유도 eL의 EMF 곡선은 기간의 1/4분기에 최대값에서 시작하여 0으로 떨어졌습니다(그림 1 참조).

기간의 다음 분기 동안 최대 값의 전류는 0으로 감소하지만 변화율은 점차 증가하고 전류가 0과 같은 순간에 가장 큽니다. 따라서 코일에 다시 나타나는이 분기 동안 자기 유도의 EMF는 점차 증가하여 전류가 0이 될 때까지 최대 값이됩니다.

그러나 자체 유도 기전력의 방향은 반대 방향으로 바뀌었습니다. 기간의 1/4분기 전류 증가가 2/4분기 감소로 대체되었기 때문입니다.

인덕턴스가 있는 회로

자기 유도 EMF 곡선의 구성을 계속하면 코일의 전류 변화 기간 동안 자기 유도 EMF가 전체 변화 기간을 완료할 것이라고 확신합니다. 그 방향이 정해져 있다 렌츠의 법칙: 전류가 증가함에 따라 자기 유도의 EMF는 전류 (기간의 1/4 분기)에 대해 지시되고 전류가 감소하면 반대로 방향과 일치합니다 ( 기간의 2/4분기).

따라서 교류 자체에 의한 자기유도의 EMF는 증가하는 것을 막고, 반대로 하강할 때는 유지한다.

AC 인덕터

이제 코일 전압 그래프를 살펴보겠습니다(그림 1 참조). 이 그래프에서 코일 단자 전압의 사인파는 자체 인덕턴스 emf의 사인파와 동일하고 반대로 표시됩니다. 따라서 임의의 순간에 코일 단자의 전압은 자체 유도의 EMF와 동일하고 반대입니다. 이 전압은 교류 발전기에 의해 생성되며 EMF 자체 유도 회로의 동작을 차단합니다.

따라서 교류회로에 연결된 인덕터는 전류가 흐르면 저항이 생긴다. 그러나 이러한 저항은 결국 코일의 인덕턴스를 유도하므로 유도 저항이라고 합니다.

유도 저항은 XL로 표시되며 옴 단위의 저항으로 측정됩니다.

회로의 유도 저항이 클수록 커집니다. 현재 소스 주파수회로 공급 및 더 큰 회로 인덕턴스. 따라서 회로의 유도 저항은 전류의 주파수와 회로의 인덕턴스에 정비례합니다. 공식 XL = ωL에 의해 결정됩니다. 여기서 ω — 제품 2πe에 의해 결정되는 원형 주파수… — n의 회로 인덕턴스.

옴의 법칙 유도 저항을 포함하는 AC 회로의 경우 소리 따라서 전류의 양은 전압에 정비례하고 NSi의 유도 저항에 반비례합니다. I = U / XL, 여기서 I 및 U는 유효 전류 및 전압 값이고 xL은 회로의 유도 저항입니다.

코일의 전류 변화 그래프를 고려하십시오. 자체 유도의 EMF 및 터미널에서의 전압, 우리는 vValues의 변화가 시간에 일치하지 않는다는 사실에 주목했습니다. 즉, 전류, 전압 및 자기 유도 EMF 정현파는 고려 중인 회로에 대해 서로 상대적으로 시간 이동된 것으로 판명되었습니다. AC 기술에서 이 현상을 일반적으로 위상 변이라고 합니다.

두 개의 가변량이 동일한 주기로 동일한 법칙(우리의 경우 정현파)에 따라 변경되고 정방향 및 역방향에서 동시에 최대값에 도달하고 동시에 0으로 감소하는 경우 이러한 가변량은 동일한 위상을 갖거나, 그들이 말했듯이 단계적으로 일치하십시오.

예를 들어 그림 3은 위상 정합 전류 및 전압 곡선을 보여줍니다. 능동 저항만으로 구성된 AC 회로에서 이러한 위상 일치를 항상 관찰합니다.

회로에 유도 저항이 포함된 경우 그림 1과 같이 전류 및 전압 위상이 표시됩니다. 1은 일치하지 않습니다. 즉, 이러한 변수 사이에 위상 편이가 있습니다. 이 경우 전류 곡선은 전압 곡선보다 1/4 주기만큼 뒤처져 있는 것처럼 보입니다.

따라서 AC 회로에 인덕터가 포함되면 회로에서 전류와 전압 사이의 위상 편이가 발생하고 전류는 전압보다 위상이 1/4주기 지연됩니다 ... 이것은 최대 전류가 1/4 발생한다는 것을 의미합니다. 최대 전압에 도달한 후의 기간.

자기유도의 EMF는 코일의 전압과 역위상이 되어 전류보다 1/4 주기가 뒤쳐지게 되는데 이때 전류, 전압, EMF의 변화주기는 자기 유도는 변경되지 않으며 회로에 공급하는 발전기의 전압 변경 기간과 동일하게 유지됩니다. 이러한 값의 변화에 대한 정현파 특성도 보존됩니다.

능동 저항 회로에서 전류와 전압의 위상 정합

그림 3. 활성 저항 회로에서 전류와 전압의 위상 정합

이제 능동 저항이 있는 교류 발전기 부하와 유도 저항이 있는 부하의 차이를 이해하겠습니다.

AC 회로에 활성 저항이 하나만 포함되어 있으면 전류원의 에너지가 활성 저항에 흡수되고, 와이어 가열.

AC 인덕터

회로에 활성 저항이 포함되어 있지 않고 (일반적으로 0으로 간주) 코일의 유도 저항으로 만 구성되는 경우 전류 소스의 에너지는 와이어 가열이 아니라 자기 유도 EMF 생성에만 소비됩니다. , 즉 자기장의 에너지가 된다... 그러나 교류는 크기와 방향이 모두 끊임없이 변화하므로, 자기장 코일은 전류 변화에 따라 시간이 지남에 따라 지속적으로 변화합니다. 기간의 1/4 분기 동안 전류가 증가하면 회로는 전류원으로부터 에너지를 받아 코일의 자기장에 저장합니다. 그러나 최대값에 도달한 전류가 감소하기 시작하면 자기 유도의 기전력에 의해 코일의 자기장에 저장된 에너지를 희생하여 유지됩니다.

따라서 주기의 1/4분기에 회로에 에너지의 일부를 제공한 전류원은 2/4분기에 일종의 전류원 역할을 하는 코일에서 다시 에너지를 받습니다. 즉, 유도 저항만 포함하는 AC 회로는 에너지를 소비하지 않습니다. 이 경우 소스와 회로 사이에 에너지 변동이 있습니다. 반대로 능동 저항은 전류원에서 전달되는 모든 에너지를 흡수합니다.

인덕터는 옴 저항과 달리 AC 소스에 대해 비활성 상태라고 합니다. 반응성... 따라서 코일의 유도 저항을 리액턴스라고도합니다.

인덕턴스가 포함된 회로를 닫을 때 전류 상승 곡선 — 전기 회로의 과도 현상.