ทำไมแรงดันไฟฟ้าทำให้เกิดกระแสเสมอ 90 องศาในตัวเหนี่ยวนำ?

ฉันได้เรียนรู้ว่าในแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำทำให้เกิดกระแสได้ 90 องศา อย่างไรก็ตามฉันไม่เข้าใจว่าทำไมมันถึง 90 องศา

ฉันได้รับการดูทุกที่สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับสาเหตุที่เป็นเช่นนี้ อย่างไรก็ตามแหล่งข้อมูลทั้งหมดที่ฉันพบเพียงระบุกฎ

เป็นจริงว่ากระแสไฟฟ้าเป็นอินทิกรัลเวลาของแรงดันหรือแรงดันคืออนุพันธ์ของกระแส หากกระแสเป็นไซน์แรงดันคือโคไซน์เนื่องจากนั่นคืออนุพันธ์ของไซน์

วิธีการทำงานของอนุพันธ์และอินทิกรัลของไซนัสด์แต่ละรอบคือ¼รอบหรือ 90 °เฟสจะเปลี่ยนจากถัดไป

บรรทัดล่างคือสมพื้นฐานสำหรับตัวเหนี่ยวนำและสมการที่นำไปใช้ในสถานการณ์ไฟฟ้าใด ๆ : -

ดังนั้นถ้ากระแสเป็นคลื่นไซน์ผลต่างของไซน์คือโคไซน์: -

ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าจะทำให้เกิดกระแสได้ 90 องศา แต่โปรดจำไว้ว่าสิ่งนี้ใช้ได้กับการวิเคราะห์สัญญาณ AC เท่านั้น ตัวอย่างเช่นหากคุณใช้แรงดันไฟฟ้าขั้นตอนในตัวเหนี่ยวนำกระแสจะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงตามเวลาเนื่องจาก: -

สมการพื้นฐานอธิบายทั้ง AC และเหตุการณ์ชั่วคราว

นอกจากนี้ตัวเหนี่ยวนำในอุดมคติของ jwL ยังมีส่วนจินตภาพในเชิงบวกที่ไม่มีการต่อต้านอย่างแท้จริง ดังนั้นมุมจะเปลี่ยนเป็น 90 °

การเลื่อนเฟส 90 องศา (สำหรับคลื่นไซน์) นั้นใช้ได้กับขดลวดแบบไม่สูญเสียในอุดมคติเท่านั้น ในทางปฏิบัติจะมีความต้านทานเสมอในการเล่น: ความต้านทานแบบอนุกรมของเอฟเฟกต์ลวดและผิวหนังและการต้านทานแบบขนานเนื่องจากการสูญเสียแกนและกระแสไหลวนในลวดและตัวนำอื่น ๆ ที่อยู่ใกล้เคียง การเปลี่ยนเฟสจะน้อยกว่า 90 องศา ในกรณีที่รุนแรงการสูญเสียแกนเฟอร์ไรต์พิเศษจะสูงมากจนทำหน้าที่เป็นตัวต้านทานสำหรับความถี่สูง

นอกจากนี้ยังมีความจุแบบขนานดังนั้นหากคุณเพิ่มความถี่การรวมกันจะต้องผ่านการกำทอนแบบขนาน (= อิมพิแดนซ์สูง) และกลายเป็นตัวเก็บประจุโดยการเลื่อนเฟสไปที่ -90 องศา โอ้แล้วมีข้อต่อแม่เหล็กกับตัวเหนี่ยวนำใกล้เคียงอื่น ๆ ...

อย่าสันนิษฐานว่าขดเป็นเพียงขดลวด

กระแสและแรงดันเริ่มต้นจากปรากฏการณ์ทางกายภาพเดียวกันของแม่เหล็กไฟฟ้า แต่มันมีผลที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

ในการเหนี่ยวนำเป็นขดลวดสนามแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นโดยการหมุนเวียนกระแสผ่านมัน กระแสนี้จะคงอยู่หากแรงดันไฟฟ้าไปยังขดลวดหยุดกะทันหัน

สิ่งนี้สร้างว่ากระแสไฟฟ้าในตัวเหนี่ยวนำเป็นค่าคงที่ก่อนที่จะมีการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าในทันที

นี่คือเหตุผลที่คำตอบของ Olin Lathrop สมเหตุสมผล: ด้วยฟังก์ชั่นที่ประกอบด้วยการกระโดดแบบ จำกัด ฟังก์ชันที่ต่อเนื่องจะได้รับซึ่งเพิ่มเงื่อนไขที่อนุญาตให้ดูดซับการกระโดดที่แน่นอน

ผลกระทบทางกายภาพหลังพฤติกรรมนี้สามารถตรวจสอบได้อย่างที่: /physics/355140/magnetic-field-due-to-a-coil-of-n-turns-and-a-solenoid

สิ่งที่คุณแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับองศาของความล่าช้านั้นถูกพบในเฟสเซอร์เท่านั้น

ฉันเพิ่ม: ผลเช่นเดียวกันเกิดขึ้นกับตัวเก็บประจุแรงดันและกระแสเนื่องจากทฤษฎีการแลกเปลี่ยนซึ่งกันและกันhttp://electrical-engineering-portal.com/resources/knowledge/theorems-and-laws/reciprocity-theorem

หากคุณเชื่อมต่อตัวเหนี่ยวนำกับแรงดันไฟฟ้ากระแสจะเริ่มไหล เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าภายในเคาน์เตอร์ของตัวเหนี่ยวนำ (ซึ่งสามารถตีความได้ว่าเป็นกระแสลมบางชนิดต่อการเปลี่ยนแปลงของกระแส) กระแสไฟฟ้าจะเติบโตอย่างช้าๆ - ดังนั้นความล่าช้าในปัจจุบันเมื่อเทียบกับการเปลี่ยนแปลงของแรงดัน suddden เมื่อคุณเชื่อมต่อกับ แรงดันไฟฟ้า. ตัวเหนี่ยวนำจัดเก็บ engery ในรูปแบบของสนามแม่เหล็กที่เพิ่มขึ้นของเขา