AC / DC回路のインダクタの説明

この投稿では、DC電圧とAC電圧に対するインダクタの応答と、インダクタの補完部品としてよく使用されるコンデンサを適用した場合について説明しています。

インダクタの特性

インダクタは、磁気エネルギーの形で電気エネルギーを蓄積する特性で知られています。これは、インダクタが閉回路内に電流を流したときに発生します。

インダクタは、電流の特定の初期瞬間極性に電気エネルギーを蓄積することで応答し、電流の極性が反転するか電源がオフになるとすぐに、蓄積されたエネルギーを回路に放出します。

これは、コンデンサが初期電流サージに応答せず、徐々に蓄積するため、逆の方法ではありますが、機能するコンデンサに似ています。

したがって、インダクタとコンデンサは、電子回路で一緒に使用するとそれぞれを補完します。

コンデンサ付きインダクタ

インダクタは基本的に動作し、DCにさらされるとそれ自体に短絡を生成しますが、ACを適用すると反対または制限応答を提供します。

ACまたは交流に対するインダクタのこの反対の応答または力の大きさは、インダクタのリアクタンスと呼ばれます。

上記のリアクタンスは、ACの周波数と電流の大きさに依存し、それらに正比例します。

すべてのインダクタはほとんどがコイルまたはワイヤのターンで構成されているため、インダクタは一般にコイルとも呼ばれます。

基本的にそれを横切る瞬間的な電流入力の反対を含むインダクタの上記の特性は、インダクタのインダクタンスと呼ばれます。

インダクタのこの特性は、高周波の抑制、サージ電流の抑制、電圧のバッキングまたはブースティングなど、電子回路で多くの潜在的な用途があります。

インダクタのこの抑制特性により、これらは「チョーク」とも呼ばれ、「チョーク」効果またはこれらのコンポーネントによって電気に対して生成される抑制を指します。

直列のインダクタとコンデンサ

上に示したように、互いに相補的なコンデンサとインダクタを直列または並列に接続して、いくつかの非常に有用な効果を得ることができます。

この効果は、特に、その組み合わせに固有の特定の周波数でのこれらのコンポーネントの共振機能を指します。

下の図に示すように直列に接続すると、組み合わせはその値に応じて特定の周波数で共振し、その結果、組み合わせ全体に最小インピーダンスが作成されます。

共振点に到達しない限り、組み合わせはそれ自体に非常に高いインピーダンスを示します。

インピーダンスとは、ACとは反対の特性を指します。これは、DCと同じことを行う抵抗と同様です。

並列のインダクタコンデンサ

並列に接続すると（下の図を参照）、応答は正反対になります。ここでは、共振点でインピーダンスが無限大になり、この点に到達しない限り、回路は次の電流に対して非常に低いインピーダンスを提供します。

これで、タンク回路で、共振点が達成された瞬間に、このような組み合わせの電流が最大かつ最適になる理由を想像できます。

DC電源に対するインダクタの応答

上記のセクションで説明したように、インダクタが特定の極性を持つ電流にさらされると、インダクタは磁気エネルギーの形でインダクタ内に蓄積されている間、インダクタに対抗しようとします。

この応答は指数関数的です。つまり、時間とともに徐々に変化します。その間、インダクタの抵抗はDCアプリケーションの開始時に最大になり、時間とともに徐々に減少してゼロ抵抗に向かって移動し、大きさに応じて特定の時間後に最終的にゼロオームに達します。インダクタンスの（直接比例）。

上記の応答は、以下のグラフで視覚化できます。緑の波形は、DCがインダクタに印加されたときのインダクタを介したカレン（アンペア）応答を示しています。

インダクタを流れる電流は、開始時にゼロであり、エネルギーを磁気的に蓄積するにつれて徐々に最大値まで増加することがはっきりとわかります。

茶色の線は、同じインダクタの両端の電圧を示しています。インダクタのエネルギー貯蔵の過程で徐々に最小値まで低下するスイッチオンの瞬間に最大になるのを見ることができます。

AC電圧に対するインダクタの応答

ACまたは交流は、周波数とも呼ばれる特定の速度で極性を変化させるDCに他なりません。

インダクタは上記で説明した方法でACに正確に応答しますが、特定の周波数で極性が絶えず変化するため、インダクタ内部の電気エネルギーの蓄積と放出もこの周波数に対応し、反対になります。現在。

この大きさまたはインピーダンスは、インダクター全体の電気エネルギーのこの連続的なギブアンドテイクの平均値またはRMS値であると見なすことができます。

したがって、要するに、ACに対するインダクタの応答はDC回路の抵抗の応答と同じになります。