Напряжение против тока в резисторе, конденсаторе или индукторе
Элементы в электрической системе ведут себя по-разному, если они подвергаются постоянному току по сравнению с переменным током. Для простоты объяснения устройства часто сравнивались с аналогичными ежедневными товарами.
- Резисторы в электрических системах похожи на породы в потоке воды.
- Конденсатор сопоставим с лодкой, вставленной в поток.
- Действие индуктора аналогично винтовой пружине.
Компоненты цепи постоянного тока
Давайте сначала рассмотрим простой случай схемы постоянного тока, состоящий из постоянной ЭДС (батареи) и трех основных элементов и двух конфигураций (серия / параллель).
Резисторы
По мере протекания тока через резисторы, так же, как вода течет по камням, она расходует часть своей энергии. Если бы породы в потоке были в виде порогов, поток имел бы значительное сопротивление. Однако, если бы такое же количество камней было помещено в ряд по потоку, общее сопротивление потоку тока было бы меньше.
На приведенных ниже диаграммах проиллюстрирован основной, но основной принцип в большинстве электрических систем. Количество потенциала, требуемого для усиления 1 Amp через 1 Ом сопротивления, составляет 1 вольт (закон Ома). Это часто записывается как V = IR.
В последовательной цепи (слева) один и тот же ток протекает через каждый резистор, но приложенное напряжение делится между ними. В параллельной цепи (справа) одно и то же напряжение подается на все резисторы, но ток делится между ними.
Рисунок 1 - Сопротивление цепи постоянного тока
Для последовательной схемы общее сопротивление определяется как R Total = R1 + R2 + (и т. Д.). В этом примере R Total = 6R.
Для параллельной схемы общее сопротивление определяется как 1 / R Всего = 1 / R1 + 1 / R2 + (и т. Д.). В этом примере 1 / R Всего = 6 / R или R Всего = R / 6. Схемы, содержащие комбинацию последовательных и параллельных частей, применяют одну и ту же основную теорию с более длинными вычислениями.
Конденсаторы
Конденсатор, как описано выше, физически изготовлен из двух проводящих поверхностей, разделенных изолятором. В электрической цепи конденсаторы имеют как стационарное, так и временное воздействие на схему.
Поскольку электрические проводники не находятся в физическом контакте, в долгосрочном проходе постоянного тока он не будет. Действие такое же, как установка лодочного гребня на поток воды - он блокирует ток. Однако когда напряжение сначала подается на конденсатор, ток будет протекать до тех пор, пока конденсатор не будет заряжен. Это временный эффект.
Рисунок 2 - Эффект стабильного состояния цепи постоянного тока
Рисунок 3 - Эффект переходного потенциала цепи постоянного тока
Индукторы
Индуктор, как показано на рисунке 4, похож на спиральную пружину и устойчив, не обладает сопротивляемостью. Если на него воздействует устойчивая сила, он может передавать огромное количество энергии, ограниченную только возможностью подачи или тяжести индуктора. Индуктор в системе постоянного тока должен использоваться с осторожностью, поскольку он позволяет неограниченно подавать энергию и истощает источник энергии или повреждает сам индуктор.
Однако, когда напряжение сначала подается, индуктор препятствует протеканию тока в цепи.
Рисунок 4 - Эффективность постоянного тока в цепи постоянного тока
Рисунок 5 - Переходный эффект индуктивности цепи постоянного тока
Переходные эффекты
Переходные эффекты конденсаторов и индукторов являются результатом накопленной энергии в электрической цепи. Энергия хранится в двух формах, как хранится электрический заряд в конденсаторе и в магнитном поле в индукторе.
Количество энергии, хранящейся в индукторе, зависит от тока в цепи; количество энергии в конденсаторе зависит от напряжения на нем. Если условия цепи изменяются, так будет и количество энергии, хранящейся в компоненте, и переходный процесс.
Один из способов рассмотрения переходных эффектов этих компонентов заключается в том, что индукторы сопротивляются изменениям тока в контуре, а конденсаторы сопротивляются изменениям напряжения. В базовых dccircuits индукторы и конденсаторы по большей части являются курьезами.
Однако в цепи переменного тока напряжение и ток постоянно меняются, а конденсатор и индукторы оказывают непрерывное воздействие на схему.
Ресурс: Основы науки и реактора - Техническая группа CNSC