Հիմնական տարբերություն – Ինդուկտիվություն ընդդեմ հզորության
Ինդուկցիան և հզորությունը RLC սխեմաների երկու հիմնական հատկություններն են: Ինդուկտորները և կոնդենսատորները, որոնք կապված են համապատասխանաբար ինդուկտիվության և հզորության հետ, սովորաբար օգտագործվում են ալիքային գեներատորներում և անալոգային ֆիլտրերում: Ինդուկտիվության և հզորության հիմնական տարբերությունն այն է, որ ինդուկտիվությունը հոսանք կրող հաղորդիչի հատկությունն է, որը առաջացնում է մագնիսական դաշտ հաղորդիչի շուրջ, մինչդեռ հզորությունը սարքի հատկությունն է էլեկտրական լիցքերը պահելու և պահելու համար::
Ի՞նչ է ինդուկտիվությունը:
Ինդուկցիան «էլեկտրական հաղորդիչի հատկությունն է, որով նրա միջով հոսանքի փոփոխությունը էլեկտրաշարժիչ ուժ է առաջացնում հենց հաղորդիչում»:Երբ պղնձե մետաղալարը փաթաթվում է երկաթե միջուկի շուրջ, և կծիկի երկու եզրերը տեղադրվում են մարտկոցի տերմինալների վրա, կծիկի հավաքումը դառնում է մագնիս: Այս երեւույթն առաջանում է ինդուկտիվության հատկության շնորհիվ։
Ինդուկտիվության տեսություններ
Կան մի քանի տեսություններ, որոնք նկարագրում են հոսանք կրող հաղորդիչի ինդուկտիվության վարքը և հատկությունները: Ֆիզիկոս Հանս Քրիստիան Օրստեդի կողմից հորինված մի տեսություն ասում է, որ հաղորդիչի շուրջ առաջանում է մագնիսական դաշտ՝ B, երբ դրա միջով անցնում է հաստատուն հոսանք՝ I։ Հոսանքի փոփոխության հետ փոխվում է մագնիսական դաշտը: Օրստեդի օրենքը համարվում է էլեկտրականության և մագնիսականության փոխհարաբերության առաջին բացահայտումը: Երբ հոսանքը հեռանում է դիտորդից, մագնիսական դաշտի ուղղությունը ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ է։
Նկար 01. Oersted-ի օրենքը
Համաձայն Ֆարադեյի ինդուկցիայի օրենքի՝ փոփոխվող մագնիսական դաշտը մոտակա հաղորդիչներում առաջացնում է էլեկտրաշարժիչ ուժ (EMF): Մագնիսական դաշտի այս փոփոխությունը հարաբերական է հաղորդիչին, այսինքն՝ կամ դաշտը կարող է տատանվել, կամ հաղորդիչը կարող է շարժվել կայուն դաշտով։ Սա էլեկտրական գեներատորների ամենահիմնական հիմքն է։
Երրորդ տեսությունը Լենցի օրենքն է, որն ասում է, որ հաղորդիչում առաջացած EMF-ը հակադրվում է մագնիսական դաշտի փոփոխությանը: Օրինակ, եթե հաղորդիչ մետաղալարը տեղադրվում է մագնիսական դաշտում, և եթե դաշտը կրճատվում է, Ֆարադեյի օրենքի համաձայն հաղորդիչում EMF կառաջացվի այնպիսի ուղղությամբ, որով ինդուկցված հոսանքը կվերականգնի կրճատված մագնիսական դաշտը:Եթե արտաքին մագնիսական դաշտի փոփոխությունը d φ կառուցվում է, EMF (ε) կառաջացնի հակառակ ուղղությամբ: Այս տեսությունները հիմնված են բազմաթիվ սարքերի վրա: Այս EMF ինդուկցիան ինքնին դիրիժորում կոչվում է կծիկի ինքնինդուկտիվություն, և կծիկի հոսանքի փոփոխությունը կարող է հոսանք առաջացնել նաև մոտակա մեկ այլ հաղորդիչում: Սա կոչվում է փոխադարձ ինդուկտիվություն:
ε=-dφ/dt
Այստեղ բացասական նշանը ցույց է տալիս ԷՄԳ-ի հակադրությունը մագնիսական դաշտի փոփոխությանը:
Ինդուկտիվության և կիրառման միավորներ
Ինդուկցիան չափվում է Հենրիում (H), SI միավոր, որը կոչվում է Ջոզեֆ Հենրիի անունով, ով ինքնուրույն հայտնաբերել է ինդուկցիան: Ինդուկտիվությունը էլեկտրական սխեմաներում նշվում է որպես «L» Լենցի անվանից հետո:
Դասական էլեկտրական զանգից մինչև էներգիայի անլար փոխանցման ժամանակակից տեխնիկա, ինդուկցիան շատ նորարարությունների հիմնական սկզբունքն է: Ինչպես նշվեց այս հոդվածի սկզբում, պղնձի կծիկի մագնիսացումն օգտագործվում է էլեկտրական զանգերի և ռելեների համար:Ռելեն օգտագործվում է մեծ հոսանքները միացնելու համար՝ օգտագործելով շատ փոքր հոսանք, որը մագնիսացնում է կծիկը, որը ձգում է մեծ հոսանքի անջատիչի բևեռը: Մեկ այլ օրինակ է անջատիչը կամ մնացորդային հոսանքի անջատիչը (RCCB): Այնտեղ սնուցման հոսանքի և չեզոք լարերը փոխանցվում են առանձին պարույրներով, որոնք կիսում են նույն միջուկը: Նորմալ վիճակում համակարգը հավասարակշռված է, քանի որ ընթացիկ և չեզոք հոսանքը նույնն է: Տնային շղթայում հոսանքի արտահոսքի դեպքում երկու կծիկների հոսանքը տարբեր կլինի՝ ընդհանուր միջուկում անհավասարակշիռ մագնիսական դաշտ ստեղծելով: Այսպիսով, անջատիչ բևեռը ձգվում է դեպի միջուկը՝ հանկարծակի անջատելով միացումը: Ավելին, կարելի է բերել մի շարք այլ օրինակներ, ինչպիսիք են տրանսֆորմատորը, RF-ID համակարգը, անլար էներգիայի լիցքավորման եղանակը, ինդուկցիոն վառարանները և այլն:
Ինդուկտորները նույնպես չեն ցանկանում իրենց միջոցով հոսանքների հանկարծակի փոփոխություններից: Հետևաբար, բարձր հաճախականության ազդանշանը չի անցնի ինդուկտորով. միայն դանդաղ փոփոխվող բաղադրիչները կանցնեն: Այս երևույթն օգտագործվում է ցածր անցումային անալոգային ֆիլտրերի սխեմաների նախագծման համար:
Ի՞նչ է հզորությունը:
Սարքի հզորությունը չափում է դրա մեջ էլեկտրական լիցք պահելու կարողությունը: Հիմնական կոնդենսատորը բաղկացած է մետաղական նյութի երկու բարակ թաղանթից և դրանց միջև ընկած դիէլեկտրիկ նյութից: Երբ երկու մետաղական թիթեղների վրա հաստատուն լարում է կիրառվում, դրանց վրա հակառակ լիցքեր են կուտակվում: Այս գանձումները կմնան նույնիսկ եթե լարումը հանվի: Ավելին, երբ լիցքավորված կոնդենսատորի երկու թիթեղները միացնող դիմադրություն R տեղադրվում է, կոնդենսատորը լիցքաթափվում է: Սարքի C հզորությունը սահմանվում է որպես լիցքավորման (Q) հարաբերակցություն այն լիցքավորելու համար կիրառվող լարման՝ v-ի միջև: Հզորությունը չափվում է Ֆարադներով (F):
C=Q/v
Կոնդենսատորը լիցքավորելու համար պահանջվող ժամանակը չափվում է R x C-ով տրված ժամանակի հաստատունով: Այստեղ R-ն դիմադրությունն է լիցքավորման ճանապարհի երկայնքով: Ժամանակի հաստատունը կոնդենսատորի առավելագույն հզորության 63%-ը լիցքավորելու ժամանակն է:
Հզորության և կիրառման հատկություններ
Կոնդենսատորները չեն արձագանքում մշտական հոսանքներին: Կոնդենսատորի լիցքավորման ժամանակ դրա միջով հոսանքը տատանվում է մինչև այն ամբողջությամբ լիցքավորվի, բայց դրանից հետո հոսանքը չի անցնում կոնդենսատորի երկայնքով: Դա պայմանավորված է նրանով, որ մետաղական թիթեղների միջև առկա դիէլեկտրական շերտը կոնդենսատորը դարձնում է «անջատիչ»: Այնուամենայնիվ, կոնդենսատորը արձագանքում է տարբեր հոսանքներին: Ինչպես փոփոխական հոսանքի պես, AC լարման փոփոխությունը կարող է լրացուցիչ լիցքավորել կամ լիցքաթափել կոնդենսատորը, ինչը այն դարձնում է «միացված» AC լարման համար: Այս էֆեկտն օգտագործվում է բարձր անցումային անալոգային զտիչներ նախագծելու համար:
Ավելին, կան բացասական ազդեցություններ նաև հզորության վրա: Ինչպես նշվեց ավելի վաղ, հաղորդիչներում հոսանք կրող լիցքերը միմյանց, ինչպես նաև մոտակա օբյեկտների միջև հզորություն են ստեղծում: Այս ազդեցությունը կոչվում է թափառող հզորություն: Էլեկտրահաղորդման գծերում թափառող հզորությունը կարող է առաջանալ յուրաքանչյուր գծի, ինչպես նաև գծերի և երկրի, կրող կառույցների և այլնի միջև: Նրանց կողմից իրականացվող մեծ հոսանքների պատճառով այս շեղող էֆեկտը զգալիորեն ազդում է էլեկտրահաղորդման գծերում էլեկտրաէներգիայի կորուստների վրա:
Նկար 02. զուգահեռ թիթեղային կոնդենսատոր
Ո՞րն է տարբերությունը ինդուկտիվության և հզորության միջև:
Ինդուկցիան ընդդեմ հզորության |
|
| Ինդուկցիան հոսանք կրող հաղորդիչների հատկությունն է, որն առաջացնում է մագնիսական դաշտ հաղորդիչի շուրջ: | Հզորությունը էլեկտրական լիցքերը պահելու սարքի կարողությունն է: |
| Չափում | |
| Ինդուկցիան չափվում է Հենրիով (H) և խորհրդանշվում է որպես L. | Հզորությունը չափվում է Ֆարադներով (F) և խորհրդանշվում է որպես C: |
| Սարքեր | |
| Ինդուկտիվության հետ կապված էլեկտրական բաղադրիչը հայտնի է որպես ինդուկտորներ, որոնք սովորաբար պտտվում են միջուկով կամ առանց միջուկի: | Հզորությունը կապված է կոնդենսատորների հետ: Կան մի քանի տեսակի կոնդենսատորներ, որոնք օգտագործվում են սխեմաներում: |
| Վարք լարման փոփոխության դեպքում | |
| Ինդուկտորների արձագանքը դանդաղ փոփոխվող լարման: Բարձր հաճախականության AC լարումները չեն կարող անցնել ինդուկտորների միջով: | Ցածր հաճախականության AC լարումները չեն կարող անցնել կոնդենսատորների միջով, քանի որ դրանք գործում են որպես խոչընդոտ ցածր հաճախականությունների համար: |
| Օգտագործել որպես զտիչներ | |
| Ինդուկցիան գերիշխող բաղադրիչն է ցածր անցումային ֆիլտրերում: | Հզորությունը գերանցանելի ֆիլտրերում գերիշխող բաղադրիչն է: |
Ամփոփում – Ինդուկտիվություն ընդդեմ հզորության
Ինդուկցիան և հզորությունը երկու տարբեր էլեկտրական բաղադրիչների անկախ հատկություններ են: Թեև ինդուկտիվությունը հոսանք կրող հաղորդիչի հատկությունն է՝ մագնիսական դաշտ ստեղծելու համար, հզորությունը սարքի էլեկտրական լիցքերը պահելու ունակության չափանիշն է: Այս երկու հատկություններն էլ օգտագործվում են տարբեր ծրագրերում որպես հիմք: Այնուամենայնիվ, դրանք դառնում են թերություն նաև էլեկտրաէներգիայի կորուստների առումով։ Ինդուկտիվության և հզորության արձագանքը տարբեր հոսանքներին ցույց է տալիս հակառակ վարքագիծը: Ի տարբերություն ինդուկտորների, որոնք անցնում են դանդաղ փոփոխվող AC լարման, կոնդենսատորները արգելափակում են դրանց միջով անցնող դանդաղ հաճախականության լարումները: Սա է ինդուկտիվության և հզորության տարբերությունը:
