Dlaczego induktor zachowuje się jak kondensator przy wysokich częstotliwościach?

20

Tak naprawdę instruktor powiedział mi to tylko anegdotycznie, ale czy ktoś może wyjaśnić fizykę podczas zabawy?

Powiedziano mi, że jeśli cewka indukcyjna będzie napędzana wystarczająco wysoką częstotliwością, zacznie zachowywać się jak kondensator, ale nie mogę zrozumieć, dlaczego.

Michael
źródło

Odpowiedzi:

36

Idealny induktor nie zachowałby się jak kondensator, ale w prawdziwym świecie nie ma idealnych komponentów.

Zasadniczo każdy prawdziwy induktor może być idealnym induktorem, który ma rezystor szeregowy z nim (rezystancja drutu) i kondensator równolegle z nim (pojemność pasożytnicza).

Skąd pochodzi pasożytnicza pojemność? induktor jest wykonany z cewki izolowanego drutu, więc między uzwojeniami znajdują się małe kondensatory (ponieważ istnieją dwie sekcje drutu oddzielone izolatorem). Każda sekcja uzwojenia ma nieco inny potencjał (z powodu indukcyjności drutu i rezystancji).

Wraz ze wzrostem częstotliwości impedancja cewki indukcyjnej wzrasta, podczas gdy impedancja pasożytniczego kondensatora maleje, więc przy wysokiej częstotliwości impedancja kondensatora jest znacznie niższa niż impedancja cewki indukcyjnej, co oznacza, że ​​cewka indukcyjna zachowuje się jak kondensator. Cewka ma również własną częstotliwość rezonansową.

Dlatego niektóre cewki indukcyjne o wysokiej częstotliwości mają swoje uzwojenia daleko od siebie - w celu zmniejszenia pojemności.

Pentium100
źródło
1
Perfekcyjnie, dziękuję. Tak więc przy pewnej częstotliwości, w której omega L = 1 / {omega c}, induktor będzie rezonował z samym sobą (idealny induktor o pojemności pasożytniczej). dzięki za wkład.
Michael
Dopóki wyliczamy pasożytnicze elementy induktora, prawdopodobnie warto dodać, że induktor (efektywnie) ma rezystor równolegle do siebie. Nie ma fizycznego rezystora, ale straty w rdzeniu spowodowane prądami wirowymi i histerezą są powszechnie modelowane jako takie, na przykład w SPICE.
scanny
16

Co powiedział Pentium100. Mogę tylko dodać ilustrację. Proszę wybaczyć moje umiejętności rysowania ręcznego.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Nick Alexeev
źródło
2

Kondensatory mają dwie płytki przewodzące oddzielone izolatorem. Zwoje drutu w cewce mogą również tworzyć kondensator, ponieważ między każdym zwojem drutu znajdują się dwa przewodniki oddzielone izolatorem, którym może być powietrze, szkliwo, ceramika itp. Gdy do cewki indukcyjnej zostanie przyłożona odpowiednia częstotliwość, inter -zwrotna pojemność może stworzyć obwód rezonansowy. Ta pojemność zwrotna występuje tylko w przypadku prądu przemiennego, a nie stałego, ponieważ cewki indukcyjne są krótkie w przypadku prądu stałego.

MarkSchoonover
źródło
Innym powodem, dla którego cewki powietrzne mają szersze uzwojenia, jest obsługa wyższych poziomów mocy RF.
MarkSchoonover