Come Calcolare la Corrente di un Induttore

Gli induttori come bobine e trasformatori agiscono come conduttori rettilinei quando una tensione costante in corrente continua (DC) passa attraverso di loro, ma come filtri passa-basso con specifiche frequenze di taglio dove smettono di condurre tensioni in corrente alternata (AC). Sotto il punto di taglio, la loro corrente ritarda la tensione di un tempo determinato da tensione e livello di induttanza espresso in Henry (H) e più comunemente in millihenry (mH). Potete calcolare la corrente di un induttore con la conoscenza dei parametri elettrici che circondano la sua implementazione nel circuito.

Occorrente

• Calcolatrice

Istruzioni

Rampa di Corrente da Singolo Impulso Tensione DC

1. Definire l'applicazione dell'induttore. Un laboratorio elettronico ha una bobina induttore in filo di rame avvolto installata in un semplice circuito di prova in serie con una sorgente DC a tensione variabile e un interruttore a durata temporale regolabile. Il valore di resistenza DC pura della bobina da 16,8 mH è 12 ohm, e un segnale da 3 volt viene improvvisamente attivato. Con questa informazione potete calcolare la corrente dell'induttore dopo 0,2 secondi e dopo che l'induttore satura (diventa conduttore resistivo).

2. Calcolare prima la corrente di saturazione dell'induttore per capire meglio il suo progresso dopo 2 secondi. Questo si riduce a un semplice calcolo I (corrente in ampere) = E(tensione)/R(resistenza). Sostituendo i valori noti I = 3 volt / 12 ohm = 0,25 ampere. Questa è la massima corrente che fluirà mai attraverso questa bobina induttore in queste condizioni.

3. Calcolare la corrente dell'induttore 0,2 secondi dopo che il segnale DC 3 volt è attivato usando la formula Ipk = V × Ton / L dove Ipk è il valore di corrente a 0,2 secondi, Ton è il tempo di accensione in secondi e L è l'induttanza in mH. Sostituendo i valori dati, Ipk = 3 volt × 0,2 secondi / 16,8 mH = 0,0357 ampere.

4. Calcolare il tempo che ci vuole per la bobina induttore per raggiungere il suo limite di corrente 0,25 ampere assumendo un tasso di saturazione lineare. Poiché la corrente massima attraverso l'induttore è 0,25 ampere come determinato dalla sua resistenza e il tasso di aumento corrente è 0,0357 ampere in 0,2 secondi, allora tempo totale Tt = (0,25 ampere / 0,0357 ampere) × 0,2 secondi = 1,4 secondi.

Corrente Induttore con Tensione AC

5. Definire l'applicazione induttore AC. In questo caso, lo stesso induttore AC sopra con 16,8 mH di induttanza è installato in un circuito AC alimentato da un trasformatore da presa a muro con uscita costante 3 volt AC a 60 Hertz. Con questa informazione potete calcolare la corrente dell'induttore.

6. Determinare la formula dell'induttore per funzionamento AC e calcolare i valori. Per questo caso, corrente I = V/X dove X = ω (frequenza angolare in rad/s) × L (induttanza in millihenry). La frequenza angolare ω = 2 × π × frequenza (Hz). Sostituendo, ω = 2 × 3,1416 × 60 Hz = 377 rad/s. Il valore di impedenza X quindi = 377 rad/s × 0,0168 henry = 6,33 ohm impedenza reattiva.

7. Calcolare la corrente induttore AC in condizioni steady-state di 3 volt AC e 60 Hz. Corrente I = 3 volt / 6,33 ohm = 0,4739 ampere. Tuttavia, questo assume resistenza DC trascurabile mentre in questo caso la resistenza DC è 12 ohm. Quindi impedenza e resistenza vanno sommate prima: R + X = 12 ohm + 6,33 ohm = 18,33 ohm. Risolvendo di nuovo per la corrente, 3 volt / 18,33 ohm = 0,1637 ampere, circa il 65,48% del valore puro DC, del tutto ragionevole per confronto DC-AC.