Шрифт:
Дано:
I = 0,12 A; E = 120 В
ХL =?
Решение:
I = E/ХL
0,12 = 120/ХL
ХL = 1000 Ом
Импедансом цепи, содержащей индуктивность и сопротивление, называется общее противодействие току, оказываемое и индуктивностью, и резистором. Вследствие наличия сдвига фаз, обусловленного наличием индуктивности, индуктивное сопротивление и сопротивление резистора нельзя просто сложить. Импеданс является векторной суммой индуктивного сопротивления и сопротивления резистора в цепи. Импеданс измеряется в омах и обозначается буквой Z. Импеданс можно определить с помощью закона Ома следующим образом:
I = E/Z
Наиболее распространенная индуктивная цепь состоит из резистора и катушки индуктивности, соединенных последовательно. Такая цепь называется RL цепью. Импеданс последовательной RL цепи равен корню квадратному из суммы квадратов индуктивного сопротивления и сопротивления резистора:
ПРИМЕР: Чему равен импеданс цепи, состоящей из дросселя индуктивностью 100 миллигенри и соединенного последовательно резистора 470 ом, при приложенном к ним напряжении 12 вольт с частотой 60 герц?
Дано:
= 3,14; f = 60 Гц; L = 100 мГн = 0,1 Гн; R = 400 Ом
ХL =?; Z =?
Решение:
Сначала найдем индуктивное сопротивление (XL):
XL = 2fL
XL = (2)(3,14)(60)(0,1)
XL = 37,68 Ома.
Используя XL, найдем импеданс (Z):
Z = (R2 + XL2)
Z = [(470)2 +(37,68)2]
Z = 471,51 Ом.
Когда катушки индуктивности соединены последова тельно, их общее индуктивное сопротивление равно сумме индуктивных сопротивлений отдельных катушек:
XLT = XL1 + XL2 + XL3 +… + XLn
Когда катушки индуктивности соединены параллельно, обратная величина их общего индуктивного сопротивления равна сумме обратных величин индуктивных сопротивлений отдельных катушек:
1/XLT = 1/XL1 + 1/XL2 + 1/XL3 +… + 1/XLn
16-1. Вопросы
1. Как катушки индуктивности реагируют на приложенное переменное напряжение?
2. Каково фазовое соотношение между током и напряжением в индуктивной цепи?
3. Что такое индуктивное сопротивление?
4. Чему равно индуктивное сопротивление катушки индуктивностью 200 миллигенри на частоте 10000 герц?
5. Как определяется импеданс для индуктивно-резистивной цепи?
Индуктивные цепи широко используются в электронике. Катушки индуктивности дополняют конденсаторы в цепях фильтрации и фазового сдвига. Поскольку катушки индуктивности больше, тяжелее и дороже, чем конденсаторы, они применяются реже. Однако преимущество катушек индуктивности в том, что они обеспечивают реактивное сопротивление и пропускают постоянный ток. Конденсаторы могут обеспечивать реактивное сопротивление, но при этом они блокируют прохождение постоянного тока.
Катушки индуктивности иногда комбинируют с конденсаторами для улучшения характеристик цепи. В этом случае реактивный эффект конденсатора противоположен реактивному эффекту катушки индуктивности. Конечный результат состоит в том, что они взаимно дополняют друг друга в цепи.
Последовательные RL цепочки используются в качестве фильтров нижних и верхних частот. На рис. 16-3 показаны два основных типа фильтров. По существу эти цепи являются резистивно-индуктивными делителями напряжения. На рис. 16-3(А) изображен фильтр нижних частот.
Входное напряжение приложено к катушке индуктивности и резистору. Выходное напряжение снимается с резистора. На низких частотах реактивное сопротивление катушки низкое. Следовательно, она слабо противодействует току, и основная часть напряжения падает на резисторе.