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Comprender los fundamentos: resistencia a la inductancia y capacidad

En la intrincada danza de la ingeniería eléctrica, un trío de elementos fundamentales toma el centro del escenario: inductancia, resistencia y capacitancia.Cada uno tiene rasgos únicos que dictan los ritmos dinámicos de los circuitos electrónicos.Aquí, nos embarcamos en un viaje para descifrar las complejidades de estos componentes, para descubrir sus distintos roles y usos prácticos dentro de la vasta orquesta eléctrica.Inductancia, con su magia de flujo magnético;Resistencia, el firme guardián del flujo de corriente;y la capacitancia, el custodio ágil de la carga eléctrica, convergen para crear la sinfonía que alimenta nuestro mundo electrónico.

Catalogar

Resistencia

Figura 1: Resistencia

La resistencia, el desafío innato de un conductor a la corriente eléctrica, se denota por 'R'.Su magnitud depende de las dimensiones del conductor, el maquillaje del material y la temperatura ambiente.Invocando la ley de Ohm, articulamos esta relación: i = u/r, por lo tanto r = u/i.El Ohm, simbolizado por la letra griega omega (Ω), se erige como la medida de la resistencia, con sus parientes: el kiloohm (kΩ), megohm (mΩ) y miliohm (mΩ).

Un ohmio solitario define la resistencia cuando un voltio coaxa un amperio a través del conductor.

Resistencias Sirva como los guardianes en las puertas, frenando la carrera de la corriente eléctrica.El término 'resistencia' no solo denota una propiedad, sino que también bautiza los mismos componentes diseñados para defenderla.

Aquí hay una instantánea de estos componentes:

Frited a partir de materiales que se resisten al flujo de la corriente, las resistencias adoptan una forma destinada a reinar en el caos eléctrico dentro de un circuito.Las resistencias fijas se defienden, inmutables.Por el contrario, el potenciómetro o el reostato, las resistencias variables, se mantienen para una varianza controlada en la resistencia.

Una resistencia ideal es lineal y la corriente instantánea a través de ella es proporcional al voltaje instantáneo que se aplica a ella.Para algunas resistencias especiales, como termistores, varistores y elementos de detección, existe una relación no lineal entre el voltaje y la corriente.

El principio básico

La resistencia consta de tres partes: el cuerpo de la resistencia, el marco y el terminal (el cuerpo de la resistencia y el marco SSR se combinan en uno).Solo la resistencia determina el valor de resistencia.

Clasificación de las características de corriente y voltaje

La resistencia de un conductor es casi constante a cierta temperatura.Por encima de cierto valor, esta resistencia se llama resistencia lineal.El valor de resistencia de algunas resistencias cambia enormemente con la corriente (o voltaje), y la característica de voltaje de corriente muestra una curva.Este tipo de resistencia se llama resistencia no lineal.Estas relaciones no lineales a menudo son necesarias en los circuitos electrónicos.

Resistencia al fusible: también llamada resistencia de fusibles, generalmente juega el doble papel de la resistencia y el fusible.Cuando un circuito falla y la potencia excede su calificación, se quema como un fusible, rompiendo el circuito..Las resistencias de fusibles generalmente tienen valores de resistencia bajos (0.33Ω a 10kΩ) y baja potencia.

Resistencias sensibles.Las resistencias sensibles son sensibles a ciertas cantidades físicas (como temperatura, humedad, luz, voltaje, fuerza mecánica, concentración de gas, etc.).Cuando estas cantidades físicas cambian, la resistencia de la resistencia sensible también cambia.Variabilidad.Cambia de acuerdo con los cambios en las cantidades físicas y representa diferentes valores de resistencia.Según las cantidades físicas sensibles, las resistencias sensibles se pueden dividir en resistencias sensibles a la temperatura, sensibles a la humedad, sensibles a la luz, sensibles a la presión, con fuerza sensible a la fuerza, sensible a la fuerza y ​​sensibles al gas.Los materiales utilizados en resistencias sensibles son casi siempre materiales semiconductores.Estas resistencias también se llaman resistencias semiconductores.

El papel de la resistencia

Si la resistencia de la resistencia está cerca de 0Ω, entonces la resistencia no tiene ningún efecto para prevenir el flujo de corriente.El circuito conectado en paralelo con esta resistencia está en cortocircuito y la corriente se vuelve infinita.Si la resistencia es infinita o muy grande, el bucle en serie con la resistencia puede considerarse un circuito abierto y la corriente es cero.

Las resistencias comúnmente utilizadas en la industria caen en algún lugar entre estos dos extremos.Tiene un cierto valor de resistencia y puede transportar una determinada corriente.Las resistencias se utilizan principalmente en circuitos para regular y estabilizar la corriente y el voltaje.Se pueden usar como derivaciones, divisores de voltaje y circuitos de combinación de carga.Dependiendo de los requisitos del circuito, la retroalimentación negativa o los circuitos de amplificador de retroalimentación positiva, también se pueden utilizar los convertidores de voltaje a corriente, la sobrevoltaje de entrada o los componentes de protección contra sobrecorriente, y el circuito RC se puede usar como oscilador, filtro, derivación, diferencial, integrador e integradorCircuitos de tiempo, componentes configurados permanentemente.

Inductor

Figura 2: Inductor

Un inductor, también etiquetado como un inductor reactivo, defiende el cambio de corriente: su fuerza electromotiva es un escudo contra el flujo y el flujo de corriente.Estructuralmente similar a un devanado de transformador solitario, un inductor generalmente se casa con la bobina, el escudo y el núcleo en una entidad singular.En su estado inactivo, un inductor resiste la corriente con resolución estoica, un flujo opuesto firmemente sobre la violación del circuito.

Símbolo para inductancia: L.

La unidad de inductancia es el Henry (H), con su pariente más pequeño el Millihenry (MH) y el microhenry (μH).La conversión es nítida: 1H = 10^3MH = 10^6μH = 10^9NH.

Centrarse en los parámetros centrales:

Inductancia

Este rasgo autorreflectivo mide la destreza magnética de un inductor.Arraigado en los giros de la bobina, la estrategia de devanado, la presencia y el material del núcleo, la inductancia es un revelador de la capacidad de inducción magnética.Más giros, más opresión, más inductancia.Un núcleo magnético amplifica aún más este efecto, la permeabilidad del núcleo directamente proporcional a la ascensión de inductancia.

La unidad básica de inductancia es la gallina, representada por la letra "H".Las unidades de uso común son milihenries (MH) y microhenries (μH).La relación entre ellos es: 1H = 1000MH, 1MH = 1000 μH.

Corriente nominal

La corriente nominal es la corriente máxima que el inductor puede manejar en condiciones de operación aceptables.Si la corriente operativa excede la corriente nominal, el inductor cambiará sus parámetros operativos debido al calor e incluso puede agotarse debido a la sobrecorriente.

Figura 3: núcleo magnético

Uso funcional

El inductor en el circuito juega principalmente el papel del blindaje de la señal, el filtrado de ruido, la estabilización de corriente y la supresión de interferencias electromagnéticas, así como el filtrado, generar, retrasar y suprimir funciones.El papel más común de un inductor en un circuito es formar un circuito de filtro LC con un condensador.Los condensadores tienen las características de "Bloqueo de CC y AC de bloqueo", mientras que los inductores tienen las características de "Passing DC y Bloqueo de AC".Cuando una corriente de CC que contiene una gran cantidad de ruido fluye a través del circuito del filtro LC, la señal de CA espuria es absorbida por el calor en el inductor.

Explicación

En el léxico de las corrientes directas (DC), "Forward DC" señala la desconexión de un inductor.Si se omite la resistencia de la bobina del inductor, DC encuentra una ruta de menor resistencia, fluyendo sin obstáculos.Típicamente, la resistencia de la bobina a DC es minúscula, casi insignificante en los análisis.

La resistencia de CA es otra historia.Aquí, un inductor actúa como un centinela, contrarrestando el flujo de corriente alterna (AC) con su reactancia inductiva, una resistencia por derecho propio.

Los inductores son la antítesis de condensadores , Campeones de continuidad para DC y barreras contra la comodidad de AC.A través de un inductor, DC encuentra resistencia equivalente solo al cable de la bobina, causando una caída de voltaje trivial.Introducir a CA, y la bobina representa, conjurando una fuerza electromotriz autoinducida en sus extremos.Esta fuerza se alinea con el voltaje aplicado, contrarrestando el intento de AC de pasar.Los inductores son conductores a DC, restrictivos a AC y a medida que la frecuencia asciende, también lo hace su resistencia.Junto con condensadores, los inductores son fundamentales para elaborar filtros LC, osciladores y otros componentes de circuito como bucles de corriente, transformadores y relés.

Capacidad

Figura 4: Capacitancia

La capacitancia, el refugio del cargo, se mide en farads (f) y se simboliza por 'c'.Encapsula la aptitud de un condensador para el almacenamiento de carga, dependiendo de la influencia de la diferencia de potencial.

En el ámbito de los circuitos, la capacitancia es fundamental;Es la pieza básica en funciones que van desde el refinamiento de la fuente de alimentación hasta el almacenamiento de energía e incluso el procesamiento de señales.La carga del condensador (Q), dividida por el voltaje (u) que abarca sus electrodos, define su capacitancia.Por lo tanto, tenemos C, el símbolo que anuncia la identidad de un condensador.

Aquí está la ecuación que los une: c = εs/d = εs/4πkd (en vacío) = q/u.

Conversión de unidades

Las unidades se transforman a través de escamas en el tapiz de Si: las ramas de Farad (F) en Millifarad (MF), Microfarad (µF), Nanofarad (NF) y Picofarad (PF), cada uno un susurro o un grito en el Coro de Capacitancia.

Para navegar por estas escalas, recuerde:

1 Farad (F) es igual a 1000 Millifarads (MF) o un asombroso millón de microfarads (µF).

Un microfarad (µF) se traduce en 1000 nanofarads (NF) o un millón de picofarads (PF).

Figura 5: Conversión de unidades

Fórmula

Si la diferencia de potencial entre las dos etapas en un condensador es 1 V y la carga es 1 coulomb, entonces la capacitancia del condensador es 1 Farad.por hora.C = q/u.Sin embargo, el valor del condensador no está determinado por Q (carga) o U (voltaje).Hora.La capacidad está determinada por la fórmula: c = εs/4πkd.Donde ε es una constante, S es el área que enfrenta los polos del condensador, D es la distancia entre los polos del condensador, y k es la constante de fuerza electrostática.La capacitancia de un condensador de placa paralela convencional es C = εs/D (donde ε es la constante dieléctrica del medio entre las placas, s es el área de la placa y D es la distancia entre las placas).

Encuentra la fórmula:

La fórmula para conectar varios condensadores en paralelo es C = C1+C2+C3+...+CN

La fórmula para conectar varios condensadores en serie: 1/c = 1/c1+1/c2+...+1/cn

El papel de los condensadores

Derivación

Los condensadores de derivación son dispositivos de almacenamiento de energía que equilibran la salida del regulador y reducen la carga suministrando energía a dispositivos locales.Al igual que las baterías pequeñas, los condensadores de omisión cargan y descargan el dispositivo.

Desacoplamiento

Esta es una derivación, también conocida como crossover.Desde el punto de vista del circuito, cuando la capacidad de carga es relativamente grande, el circuito de control debe cargar y descargar el condensador para completar la conversión de la señal.Si la pendiente es empinada, la corriente será relativamente grande, lo que afectará el funcionamiento normal.La etapa delantera se llama el "embrague".La función del condensador de desacoplamiento es actuar como una "batería", responder a los cambios en el circuito de control, evitar la interferencia mutua y reducir aún más la resistencia a la interferencia de alta frecuencia entre la fuente de alimentación y la tierra de referencia del circuito.

Filtrar

Teóricamente, suponiendo que el condensador es un condensador puro, cuanto mayor sea el condensador, menor es la impedancia y mayor será la frecuencia de la corriente que fluye a través de él.Pero en realidad, los condensadores superiores a 1 µF son en su mayoría condensadores electrolíticos con grandes componentes inductivos, por lo que la frecuencia de corriente es alta, pero la resistencia aumenta.A veces verás grandes condensadores electrolíticos en paralelo con pequeños condensadores.Los grandes condensadores filtran frecuencias bajas y pequeños condensadores filtran altas frecuencias.La función de un condensador es convertir la corriente alterna a la corriente continua y bloquear las altas frecuencias de bajas frecuencias.Cuanto más grande sea el condensador, más fácil es llevar a cabo una corriente de alta frecuencia.

Almacenamiento de energía

El condensador de almacenamiento recoge la carga a través del rectificador y transfiere la energía almacenada a la salida de la fuente de alimentación a través del circuito convertidor.Típicamente, los condensadores electrolíticos de aluminio se usan con una clasificación de voltaje en el rango de 40 a 450 V CC y una capacitancia en el rango de 220 a 150,000 μF.Dependiendo de los requisitos de potencia, estos dispositivos a veces están conectados en serie, en paralelo o en combinación.Para las fuentes de alimentación superiores a 10 kW, los condensadores terminales de tornillo más grandes se usan típicamente.

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