Circuito serie LR

Tutte le bobine, gli induttori, gli strozzatori e i trasformatori creano un campo magnetico attorno a sé costituiti da un'induttanza in serie con una resistenza che forma un circuito serie LR

Nel primo tutorial di questa sezione sugli induttori, abbiamo esaminato brevemente la costante di tempo di un induttore affermando che la corrente che fluisce attraverso un induttore non può cambiare istantaneamente, ma aumenterebbe a un tasso costante determinato dall'emf autoindotto nell'induttore.

In altre parole, un induttore in un circuito elettrico si oppone al flusso di corrente, (i) attraverso di esso. Sebbene ciò sia perfettamente corretto, nel tutorial abbiamo ipotizzato che fosse un induttore ideale che non aveva resistenza o capacità associate ai suoi avvolgimenti della bobina.

Tuttavia, nel mondo reale le bobine "ALL", indipendentemente dal fatto che siano strozzature, solenoidi, relè o qualsiasi componente della ferita, avranno sempre una certa resistenza, non importa quanto piccole. Ciò è dovuto al fatto che i giri delle bobine effettive del filo utilizzato per utilizzarlo utilizzano filo di rame che ha un valore resistivo.

Quindi, ai fini del mondo reale, possiamo considerare la nostra semplice bobina come una "induttanza", L in serie con una "resistenza", R. In altre parole, forma un circuito serie LR .

Un circuito serie LR è costituito essenzialmente da un induttore di induttanza, L collegato in serie con un resistore di resistenza, R. La resistenza "R" è il valore resistivo CC dei giri o degli anelli del filo che compongono la bobina degli induttori. Considera il circuito della serie LR di seguito.

Il circuito serie LR

Il circuito della serie LR sopra è collegato attraverso una sorgente di tensione costante, (la batteria) e un interruttore. Supponiamo che l'interruttore, S sia aperto fino a quando non viene chiuso in un momento t = 0, e quindi rimanga permanentemente chiuso producendo un ingresso di tensione di tipo "risposta a gradino". La corrente, i inizia a fluire attraverso il circuito ma non sale rapidamente al suo valore massimo di Imax determinato dal rapporto di V / R (legge di Ohm).

Questo fattore limitante è dovuto alla presenza dell'emf autoindotto all'interno dell'induttore a seguito della crescita del flusso magnetico, (Legge di Lenz). Dopo un po 'di tempo la sorgente di tensione neutralizza l'effetto dell'emf autoindotto, il flusso di corrente diventa costante e la corrente e il campo indotti vengono ridotti a zero.

Possiamo usare la legge di tensione di Kirchhoff, ( KVL ) per definire le singole cadute di tensione che esistono intorno al circuito e quindi, si spera, usarlo per darci un'espressione per il flusso di corrente.

La legge sulla tensione di Kirchhoff (KVL) ci dà:

La caduta di tensione sul resistore, R è I * R (legge di Ohm).

La caduta di tensione attraverso l'induttore, L è ormai la nostra espressione familiare L (di / dt)

Quindi l'espressione finale per le singole cadute di tensione attorno al circuito della serie LR può essere data come:

Possiamo vedere che la caduta di tensione attraverso la resistenza dipende dalla corrente, i , mentre la caduta di tensione attraverso l'induttore dipende dalla velocità di variazione della corrente, di / dt . Quando la corrente è uguale a zero, ( i = 0 ) al momento t = 0 l'espressione sopra, che è anche un'equazione differenziale del primo ordine, può essere riscritta per dare il valore della corrente in qualsiasi momento come:

Espressione per la corrente in un circuito serie LR

· Dove:

·      V è in Volt

·      R è in Ohm

·      L è in Henries

·      t è in secondi

·      e è la base del logaritmo naturale = 2.71828

La costante di tempo , ( τ ) del circuito serie LR è indicata come L / R e in cui V / R rappresenta il valore della corrente di stato stazionario finale dopo cinque valori di costante di tempo. Una volta che la corrente raggiunge questo valore di stato stazionario massimo a 5τ , l'induttanza della bobina si è ridotta a zero agendo più come un corto circuito e rimuovendolo efficacemente dal circuito.

Pertanto la corrente che fluisce attraverso la bobina è limitata solo dall'elemento resistivo in Ohm degli avvolgimenti delle bobine. Una rappresentazione grafica della crescita attuale che rappresenta le caratteristiche tensione / tempo del circuito può essere presentata come.

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