Question:
À quoi ressemblerait un inducteur «parfait»
skyler
2013-06-13 07:01:12 UTC
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Je vois parfois que "Un inducteur parfait serait avec des supraconducteurs" et ainsi de suite. Quelles propriétés des «inductances parfaites» les différencient des inductances régulières et quel avantage créeraient-elles pour les circuits électroniques?

C'est une question assez subjective, donc elle peut attirer une certaine attention négative (la partie «avantage», au moins).
Vous devez ajouter du contexte car cette déclaration n'a pas de sens à elle seule. Je suis presque sûr que le terme que vous recherchez est inducteur idéal.
Si vous voulez voir une inductance supraconductrice, visitez une installation d'IRM ou d'accélérateur de particules. Ils les appellent «électroaimants supraconducteurs», mais ce sont des inducteurs.
Un inducteur théoriquement parfait peut avoir une inductance infinie et une résistance nulle. Vous pouvez approximer cela simplement en ayant deux morceaux de fil qui ne sont pas connectés. Une inductance infinie prendrait une période de temps infinie avant de passer une quantité mesurable de courant. Comme nous n'avons pas un temps infini, une connexion interrompue aura un comportement assez équivalent pour les échelles de temps sur lesquelles nous pouvons effectuer des mesures.
@ConnorWolf: Vous soulevez un point intéressant. La quantité d'énergie stockée dans un inducteur qui passe une certaine quantité de courant est proportionnelle à l'inductance, mais la quantité d'énergie qui peut être ajoutée à une inductance initialement vide en appliquant une certaine tension pendant un certain temps sera inversement proportionnelle à l'inductance.
Cinq réponses:
#1
+10
Anindo Ghosh
2013-06-13 07:09:34 UTC
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L'inducteur parfait a une réactance sans aucune résistance. En d'autres termes, la composante réelle de son impédance serait nulle. La perte de puissance sous forme de chaleur à l'intérieur de l'inductance est donc également nulle.

L'inductance parfaite ne présente aucune impédance à un courant constant (c.-à-d. CC), mais s'oppose à la moindre variation de courant. Tout matériau non supraconducteur ne peut pas remplir cette condition, car il est lié à une certaine résistance.

Par conséquent, un inducteur parfait devrait être fait d'un matériau supraconducteur.

Avantages à le niveau insignifiant serait l'élimination de toute puissance gaspillée par le chauffage résistif dans un inducteur, bien sûr. Au-delà de cela, on entre dans le domaine de la spéculation: il peut y avoir de nombreux avantages, mais aussi des défis de conception.

Un avantage au-delà de l'élimination du gaspillage d'énergie est l'obtention d'un Q élevé pour les circuits LC accordés.
@Kaz Agreed: Cela relève du * domaine de la spéculation * pour moi: ce que l'inducteur est utilisé déterminerait de tels avantages ... Après tout, un désaccord intentionnel pour un Q inférieur et une bande passante plus large est une réelle exigence pour certaines conceptions :-)
Il aurait également la capacité de stocker une quantité infinie d'énergie (champ magnétique), de créer un champ magnétique infiniment puissant et de détruire très probablement l'univers. Heureusement, l'inducteur parfait comme la réponse parfaite n'existe pas.
@JImDearden En fait, non: le * inducteur parfait * en lui-même et à lui seul ne spécifie aucun noyau donné. Les noyaux d'air, les noyaux de ferrite et autres auront chacun leurs propres points de saturation, et seront donc les éléments limitants.
@AnindoGhosh Indépendamment de la construction d'un inducteur, l'énergie stockée par celui-ci se présente sous la forme d'un champ magnétique, à moins que vous ne sachiez où elle est stockée. Comme nous avons affaire à un inducteur purement hypothétique «parfait», il n'y a pas de limite (en dehors de la disponibilité) sur la quantité d'énergie pouvant être stockée. Le matériau de base, le cas échéant, serait également «parfait» et non saturé. Vous ne pouvez pas utiliser les limites de la «vraie vie» pour nier le point que je propose.
@JImDearden Comme je l'ai dit, aucune spécification d'un noyau n'a été mentionnée. Une bobine d'inductance supraconductrice est parfaitement réalisable, mais un "noyau infini", je n'en suis pas si sûr. Je ne vois pas comment l'inducteur en question est "* purement hypothétique *".
@JImDearden: Je ne vois pas comment un inducteur qui pourrait stocker une quantité infinie d'énergie pourrait menacer l'univers, en l'absence d'une source d'énergie infinie pour l'alimenter. Ce n'est guère au-delà du domaine de l'imagination que les supraconducteurs pourraient créer des inducteurs qui étaient, dans certaines limites de fonctionnement, "parfaits" pour de nombreux personnages importants, et ce n'est pas au-delà du domaine de l'imagination que de telles choses pourraient avoir des utilisations pratiques. Leurs capacités, cependant, n'incluraient pas l'effondrement de l'univers.
#2
+6
Andy aka
2013-06-13 12:30:13 UTC
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L'inductance idéale ou parfaite serait / aurait, dans mon livre: -

  • Résistance DC nulle (à moins de nécessiter une inductance avec des caractéristiques de crête définies dans un circuit accordé ou d'enrouler un solénoïde qui convient naturellement ayant une résistance CC)
  • Zéro perte de cœur (perte par courants de Foucault) sauf si vous avez besoin d'un suppresseur EMI
  • Zéro perte d'hystérésis
  • Linéaire, c'est-à-dire sans saturation (sauf si vous nécessitent un réacteur saturable ou souhaitent créer une distorsion de 3e harmonique)
  • Capacité nulle et donc pas de fréquence de résonance propre
  • Aucun changement de L lorsque la température change
  • Non point de curie (s'applique aux noyaux sans air, je crois) sauf si par conception vous en avez besoin d'un.
  • Facteur de désaccommodation zéro (pas de changement de perméabilité avec un choc mécanique)
  • Aucune fuite de flux sauf construire un transformateur.

J'espère que vous pouvez voir que certaines exigences «idéales» ou parfaites ne conviennent pas à d'autres applications.

#3
+4
Adam Lawrence
2013-06-13 07:10:44 UTC
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Un inducteur parfait, à première vue, aurait ce qui suit:

  • résistance série nulle
  • perméabilité infinie
  • densité de flux de saturation infinie
  • aucune perte de cœur
  • volume infini

Je ne voudrais pas essayer d'en changer un dans un régulateur, cependant. La tension induite lorsque le champ magnétique s'effondre serait un spectacle à voir :)

À quoi vous attendriez-vous vraiment? Un inducteur supraconducteur n'a pas d'inductance infinie; il a juste une résistance de série nulle. La tension induite sera toujours définie par l'impédance que vous présentez à l'inductance car elle empêche les changements instantanés de courant, tout comme avec les inducteurs ordinaires.
@PhilFrost: Je pense que la plus grande différence observable serait que parce que l'efficacité de l'ajout d'énergie à un inducteur conventionnel diminue avec la quantité d'énergie déjà ajoutée; l'énergie totale qui peut être stockée en utilisant une tension d'entraînement donnée est donc finie. Un inducteur supraconducteur pourrait être capable de contenir beaucoup plus d'énergie que ce qui pourrait être pratiquement stocké dans un inducteur à résistance conventionnelle de la même valeur.
#4
+4
Alfred Centauri
2013-06-13 07:14:17 UTC
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Un «inducteur parfait» (ou «inducteur idéal») serait un appareil à deux bornes avec la relation tension-courant suivante:

\ $ v_L = L \ dfrac {di_L} {dt} \ $

Notez que cela implique que la tension aux bornes de l'appareil est nulle quand il y a un courant constant (constant) donc, il serait nécessairement le cas qu'un tel appareil avoir une résistance nulle, c'est-à-dire qu'elle ne dissiperait pas l'énergie mais la stockerait ou la livrerait seulement.

C'est vraiment le manque de propriétés comme, par exemple, la résistance, la capacité et le soi associé -fréquence de résonance, etc. qui distingue un inducteur parfait d'un inducteur "ordinaire".

Un inducteur parfait serait simple en ce qu'il posséderait la propriété d'inductance période . Ce serait certainement un avantage dans un circuit dans la mesure où vous n’auriez pas besoin de prendre en compte les propriétés non idéales d’un inducteur réel et non parfait.

En d’autres termes, un inducteur «parfait» est un fantasme. Il n'existe que dans le monde abstrait de la théorie des circuits idéaux.

#5
  0
rick
2016-10-26 06:31:10 UTC
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Un inducteur parfait avec ses 2 fils connectés par zéro ohms maintiendrait un courant à travers lui-même pour toujours, n'est-ce pas?En supposant que nous pourrions commencer à jour.Indépendamment de la valeur de l'inductance. Cependant, toute forme de mesure priverait de l'énergie et entraînerait une réduction du courant.

Il agirait comme un volant tournant dans l'espace libre. Des choses intéressantes, impossibles à obtenir.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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