Spoler

Forholdet mellem spoler og spænding (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Spoler

DC elektriske kredsløb


Spørgsmål 1


∫f (x) dx Calculus alarm!


En 5 H induktor udsættes for en elektrisk strøm, der ændres med en hastighed på 4, 5 ampere per sekund. Hvor meget spænding vil blive droppet af induktoren "# 1"> Reveal svar Skjul svar

Denne induktor vil falde 22, 5 volt.

Bemærkninger:

Giv dine elever ikke ligningen til at udføre denne beregning! Lad dem finde det alene. Notationen (di / dt) kan være udenlandsk for studerende, der mangler en stærk matematisk baggrund, men lad det ikke være en hindring for at lære! Brug snarere dette som en måde at introducere de studerende på begrebet forandringshastigheder og til derivatets beregningskoncept.

Spørgsmål 2


∫f (x) dx Calculus alarm!


Antag en induktor er forbundet til en variabel strømkilde, hvor strømmen øges støt med en hastighed på 1, 5 ampere per sekund. Hvor meget spænding vil 4 Henry-induktoren falde, og hvad vil polariteten af ​​den dråbe være? Husk, pilens retning i et aktuelt kildesymbol peger i retning af konventionel strømning, ikke elektronstrøm!

I virkeligheden vil en spole ikke tabe det nøjagtigt samme spændingsniveau, som du vil beregne her. Bestem om det reelle spændingsfald over en sådan induktor ville være større eller mindre end forudsagt, og forklar hvorfor.

Reveal svar Skjul svar

I virkeligheden vil induktoren falde mere end 6 volt på grund af vikling modstand.

Opfølgningsspørgsmål: Undersøg den typiske viklingsmodstand af en 4 henry induktor.

Bemærkninger:

Ahhh, kontroversen af ​​konventionel versus elektronstrøm. Eksistensen af ​​to modstridende konventioner til angivelse af elektrisk strømstyrke irriterer mig uden ende, især når den ene, hvorpå næsten alle elektroniske enhedsymboler er baseret på, faktisk er ukorrekt med hensyn til ladningstrøm gennem metalliske ledere (flertallet i elektriske kredsløb )! Dine elever vil sikkert møde både "konventionelle" og "elektron" strøm i deres karriere, så sørg for at introducere dem til begge konventioner.

Diskuter med dine elever konsekvenserne af vikling modstand i ægte induktorer. Er det signifikant "panelpanelpanel" i standardpanelets panel?

Spørgsmål 3

To 5 H induktorer forbundet i serie udsættes for en elektrisk strøm, der ændres med en hastighed på 4, 5 ampere per sekund. Hvor meget spænding vil blive tabt på tværs af seriekombinationen?

Antag nu, at to 5 H induktionsspoler, der er tilsluttet parallelt, udsættes for samme samlede anvendte strøm (skiftes med en hastighed på 4, 5 ampere pr. Sekund). Hvor meget spænding vil blive tabt af disse induktorer? Tip: Den samlede strøm er fordelt jævnt mellem de to induktorer.

Reveal svar Skjul svar

Serieforbindelse: 45 volt i alt. Parallel forbindelse: 11, 25 volt i alt.

Opfølgningsspørgsmål: Hvad angiver disse tal om typen af ​​serieforbundne og parallelforbundne induktorer? Med andre ord svarer den enkelte induktorværdi til to serieforbundne 5 H induktorer, og hvilken enkelt induktorværdi svarer til to parallelforbundne 5 H induktorer?

Bemærkninger:

Hvis dine elever har svært ved at besvare opfølgningsspørgsmålet i svaret, så spørg dem om at sammenligne disse spændingsfigurer (45 V og 11, 25 V) mod den spænding, der ville blive tabt af en af ​​de 5 H induktorer under samme tilstand ( en påført strøm ændres med en hastighed på 4, 5 ampere pr. sekund).

Det er selvfølgelig vigtigt, at eleverne ved, hvordan serieforbundne og parallelforbundne induktorer opfører sig. Dette er imidlertid typisk en proces med rote memorization for studerende frem for sand forståelse. Med dette spørgsmål er målet at få eleverne til at realisere induktortilslutninger baseret på deres forståelse af serier og parallelle spændinger og strømme.

Spørgsmål 4

Antag at to 50 mH induktorer er forbundet parallelt med hinanden. Hvad vil deres kombinerede induktans være i Henrys? Forklar dit svar.

Reveal svar Skjul svar

25 mH

Bemærkninger:

Spørg dine elever om dette spørgsmål: Givet kondensatorer og induktorer, hvilke af disse komponenttyper opfører sig mere som modstande, hvad angår deres serie versus parallelle ækvivalente værdier?

Spørgsmål 5

Beregn den totale induktans i denne samling af induktorer, målt mellem de to ledninger:

Skriv også en formel, der beregner total induktans givet værdierne for induktorer L1, L2 og L3.

Reveal svar Skjul svar

L totalt = 783, 26 mH

Bemærk: Følgende formel er ikke den eneste mulige til at beskrive total induktans i dette kredsløb!

L total = L 1 + L 2 L 3


L 2 + L 3

Bemærkninger:

Det er meget nyttigt at først tegne et skematisk diagram for dette inductor-netværk, inden du forsøger at udføre induktansberegninger, så der opnås en klar forståelse af seriens / parallelle forbindelser.

Spørgsmål 6

Hvor stor skal spole L x være for at give en total induktans på 2, 5 H i dette netværk af induktorer? // www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00381x01.png ">

Reveal svar Skjul svar

2.145 H

Bemærkninger:

Induktorer har en tendens til at være endnu mere knappe end modstande med hensyn til tilgængeligheden af ​​forskellige værdier, så det er praktisk praktisk at vide, hvordan man kombinerer forskellige induktorer sammen for at opnå en ønsket total induktans.

Det skal bemærkes for dine elever, at induktorer kan interagere med hinanden, hvis de placeres for tæt på grund af magnetfeltet for en induktor "sammenkobling" med en anden spoles spiral. Dette kaldes gensidig induktans, og hvis den er til stede, ændres de ellers lige parallelle induktansrelationer, som man forventer at være analoge med serie-parallelle modstande.

Spørgsmål 7

Antag en kortslutning skulle udvikle sig i dette el-system:

Formålet med afbryderen er selvfølgelig at åbne kredsløbet automatisk for at forhindre skade på strømledere. I et stort el-system kan størrelsen af ​​sådanne kortslutningsstrømme være enorm.

Store induktorer, ofte kaldet reaktorer, installeres ofte i serie med strømledere i højspændingssystemer for at "bløde" starten på kortslutningsstrømme:

Forklar, hvordan tilsætningen af ​​en "reaktor" hjælper med at minimere størrelsen af ​​kortslutningsstrømmen, som bryderen skal afbryde.

Reveal svar Skjul svar

I øjeblikket der opstår en kortslutningsfejl, udgør den pludselige stigning i strømmen en meget stor (di / dt) værdi, som induktoren øjeblikkeligt "modsætter" ved at tabe spændingen.

Opfølgningsspørgsmål: hvorfor bruge en induktor til at begrænse kortslutningsfejlstrømmen "noter skjult"> Noter:

Strømsystemreaktorer installeres normalt i transformatorstationer, hvor de fremstår som trådspoler (ingen jernkerner) få meter i diameter, som normalt ligger i nærheden af ​​strømafbrydere.

Spørgsmål 8

Små induktorer ligner ofte modstande, selv i det omfang deres værdier er udpeget af farvede bånd. Bestem værdierne for følgende induktorer (udtrykke tolerancen i procent) baseret på deres farvekoder:

Rød, Grn, Brn, Gld
Wht, Org, Red, Sil
Grn, Gry, Blk
Vio, Blu, Org, Gld
Reveal svar Skjul svar

Rød, Grn, Brn, Gld = 250 μH, +/- 5%
Wht, Org, Red, Sil = 9300 μH, +/- 10%
Grn, Gry, Blk = 58 μH, +/- 20%
Vio, Blu, Org, Gld = 76 mH, +/- 5%

Bemærkninger:

Studerende vil notere mange ligheder mellem induktor farvekode og modstand farve kode, men de bør også bemærke en væsentlig forskel!

Spørgsmål 9

Hvordan skal en korrekt fungerende inductor reagere, når den kontrolleres med et ohmmeter?

Reveal svar Skjul svar

En "sund" induktor skal registrere sig som en meget lav modstand mellem sine terminaler. Hvis induktoren har en jernkerne, bør der være uendelig modstand (ingen kontinuitet) mellem enten viklingsterminalen og kernen.

Opfølgningsspørgsmål: Hvad antages du at være den mest sandsynlige svigt "mode" hos en induktor, åben eller kortsluttet? Forklar dit svar.

Bemærkninger:

Har dine elever faktisk testet et par induktorer med deres ohmmetre i klassen. I modsætning til kondensator kontrol med et ohmmeter er der aldrig en betydelig "opladning" periode! Hvis dine elever allerede har lært om kondensator kontrol med et ohmmeter, så spørg dem om at forklare, hvorfor der ikke er nogen "opladning" handling angivet af ohmmeteren, når den er tilsluttet en induktor.

Hvis der var en observerbar "opladning" -tid udstillet af en induktor, målt ved et ohmmeter, hvad ville det så ud som om ohmmeterens indikation?

Normalt giver jeg ikke svar på opfølgende spørgsmål i afsnittet "Noter", men her finder jeg det måske nødvendigt. Undersøgelser har vist, at induktorer har omtrent lige chance for at mangle åbent, da de ikke kortsluttes. Dette vil selvfølgelig variere med det specifikke design og anvendelse af induktoren, men der er ikke nogen form for svigt klart mere sandsynlig end den anden.

Spørgsmål 10


∫f (x) dx Calculus alarm!


Hvad sker der med induktansen af ​​en induktor, da kernen bliver mættet ? Induktansværdien øges, formindskes eller forbliver den samme? Forklar dit svar.

Reveal svar Skjul svar

Da kernen i en induktor bliver mættet med magnetisk flux, vil der være mindre ændring i flux for en given ændring i strømmen (derivatet ((dφ) / di) vil være mindre):

Dette får induktansen til at falde .

Bemærkninger:

Bed dine elever om at identificere, hvilken tilstand der kan føre til mætning. Og selv om de ekstreme ender af B-H-kurven undgås, hvad angiver den ikke-lineære form af B-H-plottet om lineariteten af ​​en spolepanel i panelets standardpanel

Spørgsmål 11

Find en eller to ægte induktorer og tag dem med til dig for at diskutere dem. Identificer så meget information som muligt om dine induktorer før diskussion:

Induktans (ideel)
Induktans (faktisk)
Winding resistance
Nuværende vurdering
Type (jernkerne, luftkerne osv.)
Reveal svar Skjul svar

Hvis det er muligt, skal du finde en fabrikants dataark for dine komponenter (eller i det mindste et datablad for en lignende komponent) for at diskutere med dine klassekammerater.

Vær forberedt på at bevise din induktors faktiske viklingsmodstand i klassen ved at bruge et multimeter!

Bemærkninger:

Formålet med dette spørgsmål er at få eleverne til at kinestetisk interagere med emnet. Det kan måske være fjollet at få eleverne til at deltage i en "show and tell" -øvelse, men jeg har fundet ud af, at aktiviteter som dette i høj grad hjælper nogle studerende. For de elever, der er kinestetiske i naturen, er det en stor hjælp til faktisk at røre virkelige komponenter, mens de lærer om deres funktion. Selvfølgelig giver dette spørgsmål også en glimrende mulighed for at praktisere tolkning af komponentmærkninger, bruge et multimeter, adgangsdatablade mv.

  • ← Forrige regneark

  • Regneark Indeks

  • Næste regneark →