Pourquoi la tension conduit-elle toujours le courant de 90 degrés dans une inductance?

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J'ai appris que dans une inductance, la tension entraîne un courant de 90 degrés. Cependant, je ne comprends pas bien pourquoi il fait 90 degrés.

J'ai cherché partout pour plus d'informations sur pourquoi il en est ainsi. Cependant, toutes les sources que j'ai trouvées énoncent simplement la règle.

Roo
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Réponses:

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C'est vraiment que le courant est l'intégrale dans le temps de la tension, ou que la tension est la dérivée du courant. Si le courant est un sinus, alors la tension est un cosinus, puisque c'est la dérivée d'un sinus.

La façon dont les dérivés et les intégrales des sinusoïdes fonctionnent, chacun est ¼ cycle, ou 90 °, déphasé du suivant.

Olin Lathrop
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@Roo, notez également: cela ne fonctionne que pour une seule fréquence sinusoïdale pure. Les inducteurs sont des dispositifs linéaires : vous analysez le comportement d'un signal de pilotage périodique arbitraire en décomposant le signal en composants sinusoïdaux purs, puis en analysant chaque composant séparément. Le décalage de 90 ° ne s'applique pas à l'ensemble du signal, mais plutôt à chaque composant à la fréquence particulière du composant .
Solomon Slow
J'ai appris le retard / la tension / le courant à l'âge de 12 ans et j'ai eu l'idée des sinus et cosinus, mais y aurait-il eu un moyen d'expliquer cela à moi de 12 ans sans assumer la connaissance des dérivés et des intégrales, à propos de dont j'étais ignorant?
mickeyf_supports_Monica
@mickeyf Je suis raisonnablement convaincu qu'avec une quantité acceptable de signes de la main et de mensonges racontés aux enfants, je pourrais enseigner à un enfant de 12 ans qui a «eu» l'idée des sinus et des cosinus et de leur relation avec le courant / tension suffisamment en retard sur les dérivés et les intégrales pour expliquer cela. Je les ai moi-même apprises pour la première fois (à 16 ans, certes) dans un cours de physique où le professeur a donné 15 minutes de côté au début du cours pour que nous puissions suivre les dérivations de la cinématique basées sur le calcul. C'était clair et cela a rendu la compréhension de la vraie chose beaucoup plus facile quand elle est apparue dans mon cours de calcul.
KRyan
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+1. Cela me rend fou lorsque les types EE parlent de mener / suivre de 90 ° quand ils le pensent vraiment. C'est particulièrement déroutant lorsque vous n'avez pas réellement une onde sinusoïdale de fréquence nominale pure, et le 90 ° se trompe inévitablement pour un décalage de quart de période à la fréquence nominale (par exemple 50 ou 60 Hz) plutôt que ce qu'elle est vraiment.
R ..
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La ligne du bas est l' équation de base pour une inductance et cette équation s'applique dans n'importe quelle situation électrique: -

V=Ldidt

Donc, si le courant est une onde sinusoïdale, la différence de sinus est cosinus: -

entrez la description de l'image ici

Par conséquent, la tension entraîne le courant de 90 degrés. Mais rappelez-vous que cela ne s'applique qu'à l'analyse du signal AC. Par exemple, si vous avez appliqué une tension de pas aux bornes d'une inductance, le courant augmente linéairement avec le temps car: -

didt=VL

L'équation de base décrit à la fois les événements alternatifs et transitoires.

Andy aka
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En outre, un inducteur idéal avec jwL a une partie imaginaire positive sans autre résistance réelle. L'angle tournera donc à 90 °.

Hermelin
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Manière étonnamment simple de le visualiser.
Mad Physicist
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Le déphasage de 90 degrés (pour les ondes sinusoïdales) n'est valable que pour une bobine sans perte idéale. Dans la pratique, il y a toujours une résistance en jeu: résistance en série du fil et de la peau, et résistance parallèle due aux pertes de noyau et aux courants de Foucault dans le fil et les autres conducteurs à proximité. Le déphasage sera inférieur à 90 degrés. Dans le cas extrême, les pertes de noyau des billes de ferrite spéciales sont si élevées qu'elles se comportent comme des résistances pour les hautes fréquences.

Il existe également une capacité parallèle, donc si vous augmentez la fréquence, la combinaison passe par une résonance parallèle (= haute impédance) et devient capacitive avec un déphasage allant vers -90 degrés. Oh, et puis il y a un couplage magnétique avec d'autres inducteurs à proximité ...

Ne présumez jamais qu'une bobine n'est qu'une bobine.

StessenJ
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Le courant et la tension partent du même phénomène physique, l'électromagnétisme, mais ce sont des effets totalement différents.

Dans l'inductance, étant une bobine, un champ magnétique est généré en faisant circuler un courant à travers elle. Ce courant est maintenu si la tension de la bobine est soudainement arrêtée.

Cela génère que le courant, dans l'inductance, est constant avant de brusques changements de tension.

C'est la raison pour laquelle la réponse d'Olin Lathrop a du sens: avec une intégrale d'une fonction qui contient un saut fini, on obtient une fonction continue qui ajoute des termes qui permettent d'absorber les sauts finis.

L'effet physique après ce comportement peut être soigneusement vérifié sur: /physics/355140/magnetic-field-due-to-a-coil-of-n-turns-and-a-solenoid

Ce que vous commentez sur les degrés de retard n'est observé que dans les phaseurs, mais sans le pourquoi, vos connaissances ont été boiteuses.

J'ajoute: le même effet se produit avec les condensateurs, les tensions et les courants, en raison du théorème de réciprocité http://electrical-engineering-portal.com/resources/knowledge/theorems-and-laws/reciprocity-theorem

José Manuel Ramos
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comme il s'agit d'un site Web international, la réponse en anglais devrait suffire.
Sir Sy
Ma langue maternelle est l'espagnol, j'ai donc fait une réponse rapide en premier et je l'ai modifiée avec plus d'informations. Il n'y a pas non plus d'échange de pile électronique en espagnol.
José Manuel Ramos
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J'espère que ceux qui ont voté contre l'ont fait parce qu'ils ont trouvé à redire au contenu, et pas seulement parce qu'il comprenait une langue autre que l'anglais. Dire "international ... l'anglais devrait suffire" me semble assez arrogant. Je n'ai pas trouvé cette exigence dans le guide du site ou la FAQ. (L'anglais est ma première et de loin la meilleure langue.)
mickeyf_supports_Monica
J'ai étudié l'ingénierie électronique et la physique en Espagne. Je ne trouve pas correct Je ne mets pas mes connaissances dans ma langue maternelle si elles contiennent des informations sévères et correctes. J'étais pressé il y a quelques heures, je n'ai donc pas pu rendre la traduction disponible. Le traducteur google vous suffit? J'espere.
José Manuel Ramos
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Si vous connectez une inductance à une tension, le courant commencera à circuler. En raison de la contre-tension interne de l'inductance (qui pourrait être interprétée comme une sorte de risiatance contre le changement de courant), le courant ne augmentera que lentement - donc le courant est en retard par rapport au changement soudain de tension lorsque vous le connectez au Tension. L'inducteur stocke l'engine sous la forme de son champ magnétique croissant.

WindFritz
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