Учебники

Силовая электроника – элементы линейных цепей

Элементы линейной цепи относятся к компонентам электрической цепи, которые демонстрируют линейную зависимость между входным током и выходным напряжением. Примеры элементов с линейными цепями включают в себя –

  • Резисторы
  • Конденсаторы
  • Индукторы
  • трансформеры

Чтобы лучше понять элементы линейных цепей, необходим анализ резисторных элементов.

Резисторы

Резистор – это устройство, в котором протекание электрического тока ограничено, что приводит к преобразованию энергии. Например, когда электричество течет через лампочку, электричество преобразуется в другую форму энергии, такую ​​как тепло и / или свет. Сопротивление элемента измеряется в омах (Ом).

Мера сопротивления в данной цепи определяется как –

R= rho fracLA

Где р – сопротивление; ρ – удельное сопротивление; L – длина провода; а А – площадь поперечного сечения провода

Символ различных резисторов

резистор резистор
Переменный резистор Переменный резистор
Потенциометр Потенциометр

Конденсаторы

Конденсатор относится к электрическому устройству, которое имеет два проводящих материала (также известные как пластины), разделенных изолятором, известным как диэлектрик. Он использует электрическое поле для хранения электрической энергии. Электрическое поле возникает, когда конденсатор подключен к батарее, в результате чего положительные электрические заряды накапливаются на одной пластине, а отрицательные электрические заряды – на другой.

Когда энергия накапливается в электрическом поле конденсатора, процесс называется зарядкой, а когда энергия удаляется, процесс называется разрядкой. Уровень электрической энергии, хранящейся в конденсаторе, называется емкостью и измеряется в Фарадах (F). Один фарад – это то же самое, что один кулон на единицу вольта, определенный 1 C / V.

Разница между конденсатором и батареей заключается в том, что конденсатор накапливает электрическую энергию, в то время как батарея накапливает химическую энергию и выделяет энергию с низкой скоростью.

Символ различных конденсаторов

Различные символы конденсатора приведены в таблице ниже.

Фиксированный конденсатор Фиксированный конденсатор
Переменный конденсатор Переменный конденсатор
Поляризованный конденсатор Поляризованный конденсатор

Индукторы

Индукторы – это электронные устройства, которые используют магнитное поле для накопления электрической энергии. Самая простая форма индуктора – катушка или провод в форме петли, где индуктивность прямо пропорциональна количеству петель в проводе. Кроме того, индуктивность зависит от типа материала в проволоке и радиуса петли.

При определенном числе витков и размере радиуса только воздушный сердечник может привести к наименьшей индуктивности. Диэлектрические материалы, служащие для тех же целей, что и воздух, включают дерево, стекло и пластик. Эти материалы помогают в процессе намотки индуктора. Форма обмоток (пончик), а также ферромагнитных веществ, например железа, увеличивают общую индуктивность.

Количество энергии, которое может хранить индуктор, известно как индуктивность. Измеряется в Генри (H).

Символ различных индукторов

Фиксированный индуктор Исправлена ​​Индуктор
Переменный индуктор Переменный индуктор

трансформеры

Это относится к устройству, которое изменяет энергию с одного уровня на другой посредством процесса, известного как электромагнитная индукция. Обычно он используется для повышения или понижения напряжения переменного тока в приложениях, использующих электроэнергию.

Когда ток на первичной стороне трансформатора изменяется, на его сердечнике создается переменный магнитный поток, который распространяется на вторичные обмотки трансформатора в виде магнитных полей.

Принцип действия трансформатора основан на законе электромагнитной индукции Фарадея. Закон гласит, что скорость изменения связи потока во времени напрямую связана с ЭДС, индуцированной в проводнике.

Трансформатор состоит из трех основных частей –

  • Первичная обмотка
  • Магнитный сердечник
  • Вторичная обмотка

Схема трансформатора

Символ Трансформера

Символ Трансформера

Дополнительные устройства

Электромагнитные приборы

Понятие электромагнетизма широко используется в технике и применяется в двигателях, генераторах и электрических звонках. Например, в дверном звонке электромагнитный компонент притягивает колокольчик, который ударяется в звонок и заставляет его звонить.

Контроллеры

Контроллеры – это устройства, которые принимают электронные сигналы, передаваемые от измеряемой переменной в процессе, и сравнивают полученное значение с контрольной точкой. Он использует цифровые алгоритмы для сопоставления и сравнения функций.

датчиков

Датчики используются для определения тока, который постоянно изменяется для обеспечения обратной связи в целях контроля. Чувствительный ток позволяет добиться плавной и точной функции преобразователя. Датчики тока имеют решающее значение в преобразователях, так что информация в параллельных или многофазных преобразователях легко передается.

фильтры

Электронные фильтры также используются для обработки сигналов с целью удаления нежелательных частот. Они являются аналоговыми цепями и существуют в активном или пассивном состоянии.