Съотношения на напрежение и ток във индукционна верига

Всяка промяна в тока в намотка (или повишаване, или падане) причинява съответна промяна на магнитен поток около намотката. Тъй като токът се променя с максималната си скорост, когато преминава през своята нулева стойност на 90 ° (точка б на фигура 1) и 270 ° (точка d), промяната на потока също е най-голямата по това време.

Следователно самостоятелно индуцираната ЕМП (електромагнитно поле) в намотката е в максималната (или минималната) стойност в тези точки, както е показано в Фигура 1.

Тъй като токът не се променя в моментакогато преминава през своята пикова стойност при 0 ° (точка а), 180 ° (точка в) и 360 ° (точка д), промяната на потока е равна на нула в тези моменти. Следователно, самоиндуцираната ЕМП в намотката е в нейната нулева стойност в тези точки.

Фигура 1 - Ток, самоиндуцирана ЕМП и приложено напрежение в индуктивна верига

Според Законът на Ленц, индуцираното напрежение винаги се противопоставя на промяната на тока. Позовавайки се на фигура 1, с ток при неговата максимална отрицателна стойност (точка а), индуцираната ЕМП е с нулева стойност и падаща. Така, когато токът се покачи в положителна посока (точка а до точка в), индуцираната ЕМП е с противоположна полярност спрямо приложеното напрежение и се противопоставя на нарастването на тока.

С текущата сега на максимална положителнастойност (точка в), индуцираната ЕМП е с нулева стойност и нараства. Тъй като токът пада към своята нулева стойност при 180 ° (точка в до точка d), индуцираната ЕМП е със същата полярност като тока и има тенденция да поддържа тока от падане. Когато токът достигне нулева стойност, индуцираната ЕМП е в максималната си положителна стойност.

По-късно, когато токът се увеличава от нуладо максималната отрицателна стойност на 360 ° (точка d до точка e), индуцираното напрежение е с противоположната полярност като тока и има тенденция да поддържа тока в увеличаване в отрицателна посока. По този начин, индуцираната ЕМП може да се види, че забавя тока с 90 °.

Стойността на самоиндуцираната ЕМП варира като синусоида и изостава от тока с 90 °, както е показано на фиг Фигура 1, Приложеното напрежение трябва да бъде еднакво и противоположно на самоиндуцираната ЕМП по всяко време; следователно, токът изостава от приложеното напрежение с 90 ° в чисто индуктивна верига.

Ако приложеното напрежение (Е) е представено от вектор, който се върти в посока, обратна на часовниковата стрелка (Фигура 1b), тогава токът може да се изрази като вектор, който изостава приложеното напрежение с 90 °. Диаграми от този тип се наричат фазови диаграми.

пример

А 0.4 Н бобината с незначително съпротивление е свързана към източник на захранване 115V, 60 Hz (вж Фигура 2). Намерете индуктивното съпротивление на бобината и тока през веригата. Начертайте фазова диаграма, показваща фазовата връзка между тока и приложеното напрежение.

Фигура 2 - Верига и фазова диаграма

Решение

1. Индуктивно съпротивление на бобината

х_L = 2 · π · f · L

х_L = 2,13 · 60 · 0,4

х_L = 150.7 ома

2. Ток през веригата

I = E / X_L

I = 115 / 150.7

I = 0.76 ампера

3. Начертайте фазова диаграма, показваща връзката между ток и напрежение

Начертава се фазова диаграма, показваща напрежението на изоставане на тока с 90 ° Фигура 2b.

резюме

Резюме на индуктивната реакция

• Противоположността на потока от променлив ток, причинена от индуктивност, се нарича индуктивна реакция (XL).
  Формулата за изчисляване на XL е:
  .
  х_L = 2 · π · f · L
  .
• Ток (I) изостава приложеното напрежение (E) в чисто индуктивна верига с фазов ъгъл от 90 °.
  .
• Диаграмата на фазора показва приложеното напрежение (Е)вектор водещ (по-горе) ток (I) вектор от размера на диференциалния фазов ъгъл, дължащ се на връзката между напрежение и ток в индуктивна верига.

Източник: Наръчник по електротехника том 3 - Изтеглете го тук[/ Fancy_box]