Данный раздел запрещён для просмотра детьми

Материалы данного раздела могут содержать информацию, запрещенную для детей, согласно нормам установленным Федеральным законом "О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию".

Гражданская радиосвязь / Всё на форуме / Начинающие радиолюбители спрашивают: как работает и почему

Пожалуйста объясните принцип работы катушки индуктивности.

†Йўзєр кокнут†, теперь без регистрации

Не могу понять принцип работы катушки индуктивности, как она работает.

Почему в катушке индуктивности ток отстаёт от напряжения на 90 градусов.

Как в колебательном контуре соотнести тот факт, что на конденсаторе ток опережает напряжение на 90 градусов, а потом в катушке индуктивности ток отстаёт на 90 градусов.

В книгах непонятно написано, стараюсь понять, но не понимаю...

Заранее спасибо!

Записано: 3905 дн 21 час 50 мин 10 сек назад (16.08.2013, 10:54:12)

143 без регистрации

1) Пусть в момент То к катушке прикладывается напряжение. Из-за конечной скорости ЭМ-поля ток через катушку не может возрасти с нуля до max мгновенно (т.е. за нулевое время). Обязательно будет переходный процесс, занимающий конечное время T-To. А вот напряжение на выводах катушки в момент времени To установится мгновенно, и будет снижаться с max до нуля.

2) В конденсаторе -- наоборот. При прикладывании напряжения к обкладкам в момент То начнется переходный процесс -- перераспределение заряда между обкладками. Это опять же, займет какое-то время T-To, в течение которого напряжение на обкладках будет возрастать от нуля до max. Ток же через конденсатор в момент времени To мгновенно станет максимальным, и будет уменьшаться до нуля по мере зарядки конденсатора.

Я так на пальцах понимаю. Пусть компетентные товарищи поправят, если наврал.

Записано: 3905 дн 14 час 24 мин 48 сек назад (16.08.2013, 18:19:34)

†Йўзєр кокнут†, теперь без регистрации

Уффф... к хорошо иметь системное мышление в голове.
Так теперь представляем.

Генератор частоты, колебательный контур с незатухающими колебаниями.
Как смещается ток на конденсаторе: пошол ток зарядил конденсатор, ток дальше идти не может и движение заряженных частиц останавливается. Далее идёт разряд конденсатора: ток растёт напряжение уменьшается.
Итого получается ток опережает напряжение на 90 градусов.
Хорошо с этим разобрались.

Теперь тут меня поправляйте!!! Если что не так.

Левая обкладка конденсатора разряжается на катушку. Напряжение на обкладках падает, ток растёт.
Ток входит в катушку индуктивности и уменьшается переходя в магнитное поле, напряжение.
Потом на катушке напряжение падает и переводит из энергии магнитного поля ток, который заряжает обкладку + с правой стороны.
При прохождении через катушку индуктивности, у нас ток отстаёт от напряжения на 90 градусов.

Всё повторяется снова.

То есть есть одна фаза напряжения, и ток +- 90 градусов относительно фазы. То есть ток развернут на 180 градусов, значит он должен компенсироваться. А что у нас останется тогда????

Записано: 3905 дн 13 час 47 мин 14 сек назад (16.08.2013, 18:57:08)

143 без регистрации

Очень сложно для меня написано :)

Я с другого конца зайду. Вот принципы, которые мне помогают размышлять о ЭМ-колебаниях:

1) Фазовые отношения I-U в идеальном контуре и реальном с высокой точностью совпадают. Поэтому лучше оставить генераторы пока в стороне. Они только могут закачивать в контур энергию с той или иной эффективностью (в резонансе с контуром или нет).

2) Вообще колебания бывает удобно анализировать с энергетической точки зрения. Типа: конденсатор запасает энергию в электрическом поле (напряжение на обкладках). Катушка запасает энергию в магнитном поле (ток через обмотку). Если заряженный конденсатор подключить к катушке, энергия электрического поля будет переходить в энергию магнитного до тех пор, пока конденсатор не разрядится. Энергия, закачанная в L, должна куда-то деваться. Поэтому ток в контуре после разрядки C будет продолжать течь в том же направлении, перезаряжая С за счет энергии магнитного поля L. Т.е. энергия магнитного поля перейдет обратно в энергию электрического. В идеальном контуре (LC без активного R) этот процесс будет происходить бесконечно -- энергия будет перераспределяться туда-сюда. В RLC-контуре колебания будут затухать, т.к. энергия будет расходоваться на нагрев R.

Записано: 3905 дн 13 час 28 мин 41 сек назад (16.08.2013, 19:15:41)

†Йўзєр кокнут†, теперь без регистрации

Спасиба большое!

Ещё картинку нарисовал )

Для понимания. Картинка по принципу: когда ток максимален напряжение на конденсаторе всегда будет минимально, значит кондер разряжен и сейчас будет заряжаться.

А если напряжение максимально в катушке индуктивности, значит ток в следующий момент будет постепенно нарастать.

Только всё равно маленько непонятно как связаться графически моменты разряда конденсатора, когда его напряжение падает, а ток растет с графиком как будет себя вести катушка индуктивности.

Может кто ответить на этот вопрос =)

Приложены файлы: f5722-0.bmp

Записано: 3905 дн 2 час 4 мин 5 сек назад (17.08.2013, 06:40:17)

†Йўзєр кокнут†, теперь без регистрации

Для понимания, нашёл вот ещё одно объяснение с другого форума

"Конденсатор - в первые моменты зарядки не оказывает сопротивления току, а когда напруга на нем вырастит максимально, ток прекратится"

"Катушка - в первый момент оказывает сопротивление току, инертные маховички светоносного эфира только начинают раскручиваться, напруга максимальна, а когда течение тока установится, напруга на катушке будет равна нулю."

1. То есть получается, что конденсатор начал разряжаться, ток увеличивается.
2. От этого на катушке индуктивности !!!! в первый момент имеется высокое напряжение, так как она оказывается большое сопротивлению поступающему, нарастающему току от конденсатора!!! (когда он начинает разряжаться на катушку), - это правильно??????
3. Потом катушка поддерживает движение, магнитное поле катушки снижается, напряжение на катушке падает и ток заряжает противоположенную обкладку.

Вроде бы так? Если так то всё становится ясно.

Записано: 3905 дн 1 час 31 мин 49 сек назад (17.08.2013, 07:12:33)

†Йўзєр кокнут†, теперь без регистрации

143, спасибо, помогли рассуждения, немного разобрался. )
Осталось только белое пятно с графиком.

Почему ток конденсатора находится в отрицательном значении, то есть идёт от левой к правой обкладке (от + к -), а ток катушки идет в противоположенном направлении в противофазе.

То есть понимаю, что есть сдвиг фаз на 180 градусов, но не понимаю почему.

Ток через катушку должен же идти в том же направлении, что и от левой обкладки конденсатора.

А на графиках рисуют ток в противофазе от - к +

Приложены файлы: f5747-0.bmp

Записано: 3904 дн 0 час 36 мин 47 сек назад (18.08.2013, 08:07:35)

†Йўзєр кокнут†, теперь без регистрации

А противофазно оно будет из-за электромагнитных свойств катушки =)
Ещё раз 143, спасибо за помощь!

Записано: 3903 дн 23 час 17 мин 13 сек назад (18.08.2013, 09:27:09)

†Йўзєр кокнут†, теперь без регистрации

Подскажите, кто знает.
В колебательном контуре, когда левая обкладка конденсатора разряжается на катушку, то ток к правой обкладке начинает поступать сразу (моментально) через катушку, только не резко, а по нарастающей (поскольку катушка имеет сопротивление и ограничивает нарастание тока), а после, когда ток разряжающей левой обкладки закончится, магнитное поле ЭДС будет по инерции дальше продолжать дозаряжать противоположенную обкладку.

Или, ток левой обкладки с начала разрядится полностью на катушку, создаст магнитное поле, а после под действием эдс пойдёт заряд на правую обкладку.

Записано: 3902 дн 18 час 10 мин 40 сек назад (19.08.2013, 14:33:42)

†Йўзєр кокнут†, теперь без регистрации

Вывод по вопросу:
Ток проходит по всей цепи начиная с того момента, как напряжение на левой обкладке начинает падать. Ток возрастает и движение тока начинается по всей цепи, в том числе и через катушку.
Можно сказать так, что ток конденсатора разгоняет катушку, а потом катушка по инерции поддерживает ток заряжая конденсатор в обратную сторону. Ток прекращается, напряжение со знаком плюс устанавливается на правой обкладке.
И так далее по синусоиде.
Соответственно раз ток конденсатора растёт, когда напряжение на обкладках падает, то следовательно ток опережает напряжение на 1/4 периода, то есть на 90 градусов.
Если мы посмотрим на зависимости катушки, то в начальный момент, о чем говорил 143, к катушке приложено максимальное напряжение. Далее напряжение, сопротивление катушки падает, а ток возрастает (это как раз тот ток от разряда конденсатора, который разгоняет катушку), то соответственно ток получается что отстает от напряжения на 90 градусов, т.е. на 1/4 периода.
Далее ток прекращает своё движение в тот момент, когда напряжение на правой обкладке станет максимальным.
Если есть что поправить и добавить, пожалуйста пишите.

Записано: 3902 дн 16 час 54 мин 16 сек назад (19.08.2013, 15:50:06)

Бросить друзьям ссылку на тему:

Если это интересная тема, дайте людям на неё ссылку:

http://27kb.ru/zou.php?f=901&message=5684

О сайте
Правила сайта

Обратная связь Рекламодателям

Сотрудничество