インダクタに関する質問

だから、私はまだ電子工学に慣れていないので、ブーストコンバーターなど（電源とさまざまな種類を学習するだけ）を見てきました。言うまでもなく、取り入れるのは少しでした。インダクタは、このような単純なコンポーネントでは非常に複雑に見えます。

1. ちょうど私がこのストレートを持っているので、インダクタは電流の変化に抵抗するので、電流が低下している場合、レンツの法則に従ってこれを補おうとするより高い電圧を「生成」します。（これは正しいですか？....これがどのように起こるか知っていますか？）。この電圧を作り出しているとき、電流は低下しているのですか、それとも単に速く流れているのですか？

2. このような回路図で：

   

   ダイオードがなかったふりをしましょう。どうなるの？インダクタはどこにも行かずにエネルギーを蓄積し続けるのでしょうか？空中に放散するだけでしょうか？Wikiの記事それは次の線にオーバーアークと述べました。アークができる距離に制限はありますか（ワイヤが遠い場合はどうなりますか：インダクタは溶けますか、それともエネルギーは空中に放散しますか？

3. インダクタがどれだけのエネルギーを保存できるかを決定するものは何ですか？巻数？または、インダクタのサイズは、実際にはストレージの「レート」に関して問題になりますか。

4. 無関係な並べ替えですが、それらがどのように機能するかを確認するためにそれらを使用して実行できる「クールな」実験はありますか？私はこれをYouTubeで見ましたが、彼はスイッチをオン/オフするだけで、電圧が非常に高く跳ね上がるのを見ることができます。これがブーストコンバーターの仕組みであると想定しています。

複数の質問で申し訳ありませんが、インダクタの魔法を理解しようとしています。彼らはとてもシンプルに見えますが（ワイヤーのコイル）、非常に多くのクレイジーなことをします。

はい、コンデンサが電圧の変化に抵抗するように、インダクタの並べ替えは電流の変化に抵抗します。実際、インダクタとコンデンサは相互の電流/電圧ミラーです。回路内のインダクタの考え方は、電流に慣性を与えるというものです。もちろんそうではありませんが、便利な概念化手法のようです。

ダイオードのない回路図では、すべてが0から始まり、スイッチが閉じられると、電流はVs / Rに向かって指数関数的に減衰します。最初はすべての電圧がインダクタにかかり、定常状態では電圧が0になります。

スイッチを開くと、興味深いことが起こります。どの場合でも、インダクタは電流を一定に保ちます。これには、スイッチが開かれたインスタンスが含まれます。ダイオードがなければ、電流の明らかな経路はありません。インダクタ電圧は、電流を維持するものまで増加します。

メカニカルスイッチは、2本の導体を接触させることで機能します。スイッチが開くと、導体が互いに離れます。これはすぐには起こりえないので、スイッチが最初にそれを通る電流を停止しようとすると、接点は非常に近くなります。アークオーバーを引き起こすのに多くの電圧はかかりません。アークが開始されると、接点間のガスはプラズマになり、導電率が高くなります。したがって、接点がさらに離れるにつれて、アークはしばらく続くことがあります。この間、スイッチの両端の電圧はゼロではないため、インダクタ電流は減少します。接点がさらに離れると、アーク電圧が増加し、インダクタ電流がより急速に減少します。

最終的に、電流はアークを維持できないほど低くなり、最終的にスイッチが実際に開きます。その時点で、インダクタに残っているエネルギーはほとんどありません。その電流が流れる唯一の場所は、インダクタと回路の他の部分との間の避けられない寄生容量です。宇宙の2つの導体ごとに、それらの間にゼロ以外の静電容量があります。この容量は小さいため、電圧は急速に上昇します。これにより、インダクタの電流も急速に減少します。最終的に、静電容量の電圧が実際にインダクタ電流を逆方向に押し出し始めるピークに達します。完全なシステムでは、静電容量のすべてのエネルギーが電流としてインダクタに転送されますが、今回は反対方向になります。次に、静電容量が反対方向に再び充電され、サイクル全体が無限に繰り返されます。現実の世界ではいくらかの損失があります。そのため、エネルギーが失われるにつれて、インダクタとキャパシタンスの間で前後に揺れ動くたびに振幅が少し小さくなります。（オシロスコープのように）時間の関数としてプロットされた電圧は、振幅がVsに向かって指数関数的に減衰する正弦波を示します。

（1）はい、インダクタは電子の流れの変化に抵抗します。レンツの法則、マクスウェルの法則、および任意の電子教科書や物理学の方程式は、教科書 のB 、CのD のE 等の電流、電圧の関係を計算するための作業素晴らしい、インダクタンス、磁場の強さを、オームの法則などの多くは計算のための素晴らしい作品電流、電圧、抵抗の関係。

それらの教科書のいずれかがあなたに伝えるように、どんな短い時間dtでも、インダクタを流れる電流の変化は非常に小さく（di）、正確に計算することができます

di = v dt / L

ここで、vはその短時間の間のインダクタ両端の平均電圧、Lはインダクタンスです。

インダクタの両端の逆電圧が大きいほど、電流はより速くゼロに低下します。

（これは、バッテリを配置してインダクタの電圧を特定の電圧に強制するか、インダクタの負荷抵抗があり、電圧がインダクタ自体に何らかの原因で発生するかどうかに関係なく、まだ当てはまります）。

インダクタに電圧を印加すると、電流がゆっくりと上昇し、エネルギーがインダクタに流れ込み、インダクタの内側と外側の上昇磁場に蓄積されます。

インダクタを電源から切断し、インダクタの両端の間に抵抗を接続したままにしておくと、電流はゆっくりと低下します。その間、エネルギーは神秘的で目に見えない磁場（g）から出て、インダクターに接続されているものになります。

（2）Olinは優れた答えを提供します。

（3）それらの教科書のいずれかがあなたに言うように、いつでもインダクタに蓄えられたエネルギーeは

e =（1/2）L i ^ 2、

ここで、iはその瞬間の電流です。このエネルギー（磁場エネルギー）は、電流を0から同じ値に上昇させるのにかかる時間中にインダクタに接続されたバッテリーから出てくる電気エネルギーの量と同じです（電圧は関係ありません）私。

特定の物理インダクタ（固定Lが与えられます）で、そのインダクタに保存できるエネルギー量は、一般にそのインダクタの最大電流定格によって制限されます。ハイパワーインダクタは一般に太いワイヤとワイヤから熱を逃がすためのより良い方法を使用しますが、電流定格を超えるとこれらのワイヤが溶けて故障します。これは最大電力定格ではなく、最大電力定格です。多くの設計者は、より多くの電力を得るために、インダクタ（および同じ理由で変圧器も）にエネルギーを充填し、1秒間に数千または数百万回それを再びダンプしますシステムが1秒間に60回しか実行しなかった場合よりも。

インダクタのある回路で何が起こっているのかを「見る」には、o'scopeが優れていると思います。おそらく 、Roman Black + 5vから+ 13vブーストコンバーターなど、 ある種のスイッチモード電圧レギュレーターを構築することをお楽しみください。

これは非常に興味深い質問です。明確にするために、言い直します。非ゼロ電流、ゼロ静電容量、オーム部品を使用した理想的なインダクタンスの場合、DCパスが無損失スイッチで破壊されるとどうなりますか？スイッチがないため、熱放散、リンギング、DCも許容されません。省エネ法は完全に満たされなければなりません。

理想的なすべてのものであっても、物理的に測定可能なギャップがあることは確かに理解しています。しかし、真空が完全な絶縁体である場合はどうでしょうか？

算術的な無限大や伝播時間ゼロ、無限の光速度なども役に立たないので、本当の正しい答えはありません。

しかし、もしすべての抽象化が物質電荷粒子の関与を許すなら、導体は電気中立性に違反し、電子の雲を失い、導体からいくらかの慣性で移動し続けます。磁場はトロイドからシリンダーに瞬間的に変わり、その後、クロン力が粒子を導体に戻します。永久に繰り返されますが、それは鳴りますが、コイル本体の体積（または静電容量）を使用します（寄生容量ではありません）。

うーん。理想ではないという問題はまだあります。ワイヤーが無限のものであれば、キャパシタンスはありません。周波数はガンマよりも高くなります。それは再びビッグバンのようなものですが、総エネルギーは限られています。

答え：磁気パルスが生成する理想的なものはすべて、ディラックデルタ関数、積分が1の無限に高く無限に狭いパルス（または初期総エネルギーに応じた特定の総積分）です。

最も近い実用的なデバイスは、ロスアラモスで研究されていますhttp://en.wikipedia.org/wiki/Explosively_pumped_flux_compression_generator