LR Series Circuit

Alla spolar, induktorer, choker och transformatorer skapar ett magnetfält runt sig själva består av en induktans i serie med ett motstånd som bildar en LR-serie krets

Den första handledning i det här avsnittet om induktorer, vi tittade kort på tidskonstanten för en induktor med uppgift att strömmen som strömmar genom en induktor inte kunde förändras direkt, men skulle öka med en konstant hastighet bestämd av den självinducerade emk i induktorn.

Med andra ord motsätter sig en induktor i en elektrisk krets strömflödet (i) genom den. Även om detta är helt korrekt, antog vi i handledningen att det var en ideal induktor som inte hade något motstånd eller kapacitet associerat med dess spirallindningar.

Men i den verkliga världen "ALLA" spolar oavsett om de är choker, solenoider, reläer eller någon sårkomponent kommer alltid att ha en viss motstånd oavsett hur liten. Detta beror på att de verkliga spiralerna av tråd som används för att göra det använder koppartråd som har ett resistivt värde.

Sedan för verkliga världsändamål kan vi betrakta vår enkla spole som en "induktans", L i serie med "Resistance", R. Med andra ord bildar en LR Series Circuit .

En krets i LR-serien består i grund och botten av en induktor av induktans, L ansluten i serie med ett motstånd motstånd, R. Motståndet "R" är DC-motståndsvärdet för trådvarv eller slingor som går till att skapa upp induktorsspolen. Tänk på LR-seriekretsen nedan.

LR-seriekretsen

Ovanstående LR-seriekrets är ansluten över en konstant spänningskälla, (batteriet) och en omkopplare. Antag att omkopplaren, S är öppen tills den är stängd vid en tidpunkt t = 0, och sedan förblir permanent stängd och ger en spänningsingång av typen "stegsvar". Strömmen i börjar flöda genom kretsen men stiger inte snabbt till dess maximala värde på Imax, bestämt av förhållandet V / R (Ohms Law).

Denna begränsande faktor beror på närvaron av den självinducerade emk i induktorn som ett resultat av tillväxten av magnetiskt flöde (Lenz's Law). Efter en tid neutraliserar spänningskällan effekten av den självinducerade emk, strömflödet blir konstant och den inducerade strömmen och fältet reduceras till noll.

Vi kan använda Kirchhoff's Voltage Law ( KVL ) för att definiera de individuella spänningsfall som finns runt kretsen och sedan förhoppningsvis använda den för att ge oss ett uttryck för strömflödet.

Kirchhoffs spänningslag (KVL) ger oss:

Spänningsfallet över motståndet, R är I * R (Ohms Law).

Spänningsfallet över induktorn L är nu vårt bekanta uttryck L (di / dt)

Sedan kan det slutliga uttrycket för de enskilda spänningen sjunker runt LR-seriekretsen ges som:

Vi kan se att spänningsfallet över motståndet beror på strömmen, i , medan spänningsfallet över induktorn beror på förändringshastigheten för strömmen, di / dt . När strömmen är lika med noll, ( i = 0 ) vid tidpunkten t = 0, kan uttrycket ovan, som också är en första ordningsdifferensekvation, skrivas om för att ge värdet på strömmen vid varje tidpunkt som:

Uttryck för strömmen i en LR-seriekrets

· Var:

·      V är i Volts

·      R är i Ohms

·      L är i Henries

·      t är i sekunder

·      e är basen i Natural Logarithm = 2.71828

Tidskonstanten ( τ ) för LR-seriekretsen ges som L / R och i vilken V / R representerar det slutliga konstantströmvärde efter fem tidskonstantvärden. När strömmen når detta maximala stabilitetsvärde vid 5 t , har spolens induktans minskat till noll och fungerar mer som en kortslutning och effektivt avlägsnar den från kretsen.

Därför begränsas strömmen som strömmar genom spolen endast av det resistiva elementet i spolens lindningar. En grafisk representation av den nuvarande tillväxten som representerar spänning / tidsegenskaperna för kretsen kan presenteras som.

För mer information, kontakta oss på sales@xfullstar.com