Tại sao điện áp luôn dẫn dòng 90 độ trong một cuộn cảm?

24

Tôi đã học được rằng trong một điện áp dẫn dòng 90 độ. Tuy nhiên, tôi không hoàn toàn hiểu tại sao nó là 90 độ.

Tôi đã tìm kiếm khắp nơi để biết thêm thông tin về lý do tại sao điều này là như vậy. Tuy nhiên, tất cả các nguồn tôi tìm thấy chỉ nêu quy tắc.

ac inductor lead

— Gà trống
nguồn

47

Nó thực sự là dòng điện là tích phân thời gian của điện áp, hoặc điện áp là đạo hàm của dòng điện. Nếu dòng điện là sin, thì điện áp là cosin, vì đó là đạo hàm của sin.

Cách thức hoạt động của các dẫn xuất và tích phân của sin, mỗi chu kỳ là ¼ chu kỳ, hoặc 90 °, được dịch chuyển từ giai đoạn tiếp theo.

— Máy tiện Olin
nguồn

12

@Roo, cũng lưu ý: Nó chỉ hoạt động với một tần số sóng hình sin thuần túy. Cuộn cảm là thiết bị tuyến tính : Bạn phân tích hành vi cho tín hiệu lái xe định kỳ tùy ý bằng cách phân tách tín hiệu thành các thành phần hình sin thuần túy, sau đó phân tích riêng từng thành phần. Sự thay đổi 90 ° không áp dụng cho toàn bộ tín hiệu, mà thay vào đó, cho từng thành phần ở tần số cụ thể của thành phần .

— Solomon chậm

Tôi đã học về hiện tại / tụt điện áp / dẫn khi tôi 12 tuổi và tôi 'có' ý tưởng về sin và cosin, nhưng liệu có cách nào để giải thích điều đó với tôi khi tôi 12 tuổi mà không cần biết về các dẫn xuất và tích phân, về mà tôi không biết gì?

— mickeyf_supports_Monica

@mickeyf Tôi tin tưởng một cách hợp lý rằng với số lượng vẫy tay và nói dối với trẻ em có thể chấp nhận được, tôi có thể dạy cho một đứa trẻ 12 tuổi, người mà Nhận được ý tưởng về tội lỗi và vũ trụ và mối quan hệ của chúng với hiện tại / điện áp trễ đủ về các dẫn xuất và tích phân để giải thích điều này. Bản thân tôi lần đầu tiên học chúng (lúc 16 tuổi, thừa nhận) trong một khóa học vật lý nơi giáo viên dành 15 phút sang một bên khi bắt đầu khóa học để chúng tôi có thể theo dõi các dẫn xuất dựa trên tính toán của động học. Rõ ràng, và làm cho việc hiểu thực tế trở nên dễ dàng hơn rất nhiều khi nó xuất hiện trong khóa học tính toán thực tế của tôi.

— KRyan

5

+1. Nó làm tôi phát điên khi các loại EE nói về việc dẫn đầu / theo dõi 90 ° khi chúng thực sự có ý nghĩa này. Điều này đặc biệt khó hiểu khi bạn thực sự không có sóng hình sin tần số danh nghĩa thuần túy và 90 ° chắc chắn bị nhầm lẫn với sự dịch chuyển thời gian một phần tư ở tần số danh nghĩa (ví dụ 50 hoặc 60 Hz) thay vì thực sự là nó.

— R ..

7

Điểm mấu chốt là các phương trình cơ bản cho một cuộn cảm và phương trình áp dụng trong bất kỳ tình huống điện: -

V = = L \frac{d tôi}{d t}

$V = L\dfrac{di}{dt}$

Vì vậy, nếu dòng điện là sóng hình sin, vi phân của sin là cosin: -

Do đó điện áp dẫn hiện tại 90 độ. Nhưng hãy nhớ điều này chỉ áp dụng cho phân tích tín hiệu AC. Chẳng hạn, nếu bạn áp dụng một điện áp bước trên một cuộn cảm, dòng điện tăng tuyến tính theo thời gian vì: -

\frac{d tôi}{d t} = = \frac{V}{L}

$\dfrac{di}{dt} = \dfrac{V}{L}$

Phương trình cơ bản mô tả cả AC và các sự kiện thoáng qua.

— Andy aka
nguồn

6

Ngoài ra, một cuộn cảm lý tưởng với jwL có một phần tưởng tượng tích cực mà không có thêm lực cản thực sự. Vì vậy, góc sẽ quay 90 °.

— Hermelin
nguồn

Đáng ngạc nhiên cách đơn giản để hình dung nó.

— Nhà vật lý điên

6

Sự thay đổi pha 90 độ (đối với sóng hình sin) chỉ có giá trị đối với một cuộn dây không tổn hao lý tưởng. Trong thực tế luôn có điện trở khi chơi: điện trở nối tiếp của dây và hiệu ứng da, và điện trở song song do tổn thất lõi và dòng điện xoáy trong dây và các dây dẫn khác gần đó. Sự thay đổi pha sẽ dưới 90 độ. Trong trường hợp cực đoan, tổn thất lõi của hạt ferrite đặc biệt cao đến mức chúng hoạt động như điện trở cho tần số cao.

Ngoài ra còn có điện dung song song, vì vậy nếu bạn tăng tần số thì tổ hợp sẽ đi qua cộng hưởng song song (= trở kháng cao) và trở thành điện dung với sự dịch pha theo hướng -90 độ. Ồ, và sau đó là khớp nối từ tính với các cuộn cảm khác gần đó ...

Đừng bao giờ cho rằng một cuộn dây chỉ là một cuộn dây.

— StentsJ
nguồn

2

Dòng điện và điện áp bắt đầu từ cùng một hiện tượng vật lý, điện từ, nhưng chúng là những hiệu ứng hoàn toàn khác nhau.

Trong cuộn cảm, là một cuộn dây, từ trường được tạo ra bằng cách lưu thông một dòng điện qua nó. Dòng điện này được duy trì nếu điện áp đến cuộn dây bị dừng đột ngột.

Điều này tạo ra rằng dòng điện, trong cuộn cảm, không đổi trước khi thay đổi điện áp đột ngột.

Đây là lý do tại sao câu trả lời của Olin Lathrop có ý nghĩa: Với một tích phân của hàm chứa bước nhảy hữu hạn, một hàm liên tục thu được có thêm các thuật ngữ cho phép hấp thụ các bước nhảy hữu hạn.

Hiệu ứng vật lý sau hành vi này có thể được kiểm tra cẩn thận tại: /physics/355140/mag từ-field-due-to-a-coil- of-n-turns-and-a- solenoid

Những gì bạn nhận xét về mức độ trễ chỉ được quan sát trong các pha, nhưng không có lý do tại sao, kiến thức của bạn đã bị khập khiễng.

Tôi thêm: hiệu ứng tương tự xảy ra với các tụ điện, điện áp và dòng điện, do định lý tương hỗ http: // Electricalal-engineering-portal.com/resource/ledgeledge/theorems-and-laws/reciprocity-theorem

— Jose Manuel Ramos
nguồn

1

vì đây là một trang web quốc tế, câu trả lời bằng tiếng Anh là đủ.

— Ngài Sỹ

Ngôn ngữ mẹ tôi là tiếng Tây Ban Nha, vì vậy, tôi đã trả lời nhanh trước và chỉnh sửa với nhiều thông tin hơn. Không có một stackexchange điện tử trong tiếng Tây Ban Nha, cũng có.

— Jose Manuel Ramos

1

Tôi hy vọng rằng bất cứ ai hạ thấp điều này đã làm như vậy bởi vì họ thấy có lỗi với nội dung, không chỉ vì nó bao gồm một ngôn ngữ khác ngoài tiếng Anh. Nói "quốc tế ... tiếng Anh là đủ" đối với tôi khá kiêu ngạo. Tôi không tìm thấy yêu cầu đó trong hướng dẫn đến trang web hoặc Câu hỏi thường gặp. (Tiếng Anh là ngôn ngữ đầu tiên và tốt nhất của tôi.)

— mickeyf_supports_Monica

Tôi học ngành kỹ thuật điện tử và vật lý ở Tây Ban Nha. Tôi không tìm thấy chính xác Tôi không đưa kiến thức của mình vào ngôn ngữ mẹ đẻ của tôi nếu nó chứa thông tin nghiêm trọng và chính xác trong đó. Tôi đã vội vàng một vài giờ trước, vì vậy tôi không thể làm cho bản dịch có sẵn. Trình dịch google có đủ cho bạn? Tôi cũng mong là như vậy.

— Jose Manuel Ramos

0

Nếu bạn kết nối một cuộn cảm với điện áp, dòng điện sẽ bắt đầu chảy. Do điện áp đối kháng bên trong của cuộn cảm (có thể được hiểu là một loại tăng áp chống lại sự thay đổi của dòng điện), dòng điện sẽ chỉ tăng chậm - vì vậy độ trễ của dòng điện so với sự thay đổi điện áp lộn xộn khi bạn kết nối nó với Vôn. Các cuộn cảm lưu trữ dưới dạng từ trường đang phát triển của mình.

— WindFritz
nguồn