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인덕터 과도 응답

전자김치 2025. 1. 23. 22:57
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인덕터는 커패시터와 정반대의 특성을 가지고 있습니다. 커패시터가 전기장 (두 판 사이의 전압에 의해 생성됨)에 에너지를 저장하는 반면, 인덕터는 자기장(와이어를 통한 전류에 의해 생성됨)에 에너지를 저장합니다 . 따라서 커패시터에 저장된 에너지는 단자  에 걸쳐 일정한 전압을 유지하려고 하는 반면, 인덕터에 저장된 에너지는 권선을 통해 일정한 전류를 유지하려고 합니다.

이 때문에 인덕터는 전류의 변화에 ​​반대하고 전압의 변화에 ​​반대하는 커패시터와 정확히 반대로 작동합니다. 완전히 방전된 인덕터(자기장 없음)는 전류가 0이고 전압 소스에 연결되면 처음에는 개방 회로로 작동하여(전류를 0으로 유지하려고 하기 때문에) 리드에서 최대 전압을 떨어뜨립니다.

시간이 지남에 따라 인덕터의 전류는 회로에서 허용하는 최대값까지 상승하고, 단자 전압은 그에 따라 감소합니다. 인덕터의 단자 전압이 최소값(완벽한 인덕터의 경우 0)으로 감소하면 전류는 최대 수준에 머무르고 본질적으로 단락 회로처럼 작동합니다.

 

 

스위치가 처음 닫히면 인덕터 전압은 즉시 배터리 전압으로 점프하고(개방 회로인 것처럼 작동) 시간이 지남에 따라 0으로 감소합니다(결국 단락 회로인 것처럼 작동). 인덕터 전압은 인덕터를 통과하는 전류를 고려하여 R에서 얼마나 많은 전압이 떨어지는지 계산하고 배터리에서 해당 전압 값을 빼서 남은 전압을 확인하여 결정됩니다.

스위치가 처음 닫혔을 때 전류는 0이고, 시간이 지남에 따라 증가하여 배터리 전압을 직렬 저항 1Ω으로 나눈 값과 같아집니다. 이 동작은 전류가 최대에서 시작하고 커패시터 전압이 0인 직렬 저항-커패시터 회로 의 동작과 정확히 반대입니다 . 실제 값을 사용하여 이것이 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.

 

 

시간(초)배터리 전압인덕터 전압현재의

0 15V(15V) 15V(15V) 0
0.5 15V(15V) 9.098V(9.098V) 5.902아
1 15V(15V) 5.518 볼트 9.482아
2 15V(15V) 2.030 볼트 12.97아
3 15V(15V) 0.747 볼트 14.25아
4 15V(15V) 0.275 볼트 14.73아
5 15V(15V) 0.101 볼트 14.90아
6 15V(15V) 37.181밀리볼트 14.96아
10 15V(15V) 0.681밀리볼트 14.99 아

 

RC 회로와 마찬가지로 인덕터 전압이 0볼트에 접근하고 전류가 15암페어에 접근하는 것은 시간에 따라 점근적 입니다 . 그러나 실제적인 모든 목적을 위해 인덕터 전압은 결국 0볼트에 도달하고 전류는 결국 최대 15암페어에 도달할 것이라고 말할 수 있습니다.

다시 말해서, 우리는 SPICE 회로 분석 프로그램을 사용하여 인덕터 전압의 점근적 감소와 인덕터 전류의 증가를 보다 그래픽적인 형태로 차트화할 수 있습니다(인덕터 전류는 저항기를 션트로 사용하여 전류를 측정하는 저항기 전압 강하를 기준으로 표시됩니다).

 

 

전압이 처음에 매우 빠르게 감소한 다음(플롯의 왼쪽) 시간이 지남에 따라 점점 줄어드는 것을 주목하세요. 전류도 처음에 매우 빠르게 변한 다음 시간이 지남에 따라 수평을 이루지만, 전압이 최소에 접근하는 동안 최대치(눈금의 오른쪽)에 접근합니다.

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