O sarcină inductivă este o parte a unui circuit electric care utilizează energia magnetică pentru a produce lucru. Cele mai multe aparate electrice, motoare și alte dispozitive pot fi clasificate fie ca fiind inductive sau reductive, iar acest lucru are de-a face de obicei cu modul în care absorb și procesează energia. Circuitele inductive tind să fie mari și depind de obicei de o bobină sau de alt sistem de rutare pentru a stoca și a canaliza energia și, drept consecință, majoritatea se găsesc în aparatele industriale și grele. Exemplele comune includ transformatoare, motoare electrice și relee electromecanice. Aceste tipuri de instrumente practic stochează energie până când este nevoie și, odată ce este, o convertesc cu o serie de câmpuri magnetice; împreună, acest proces este cunoscut sub numele de „inductie”. Aceste tipuri de sarcini trebuie adesea exploatate și protejate pentru a menține energia care curge într-o singură direcție, deoarece forța puterii poate provoca deteriorarea circuitului sau întrerupătoarelor conectate în caz contrar.
Bazele sarcinii electrice
Electricitatea este măsurată în unități individuale, în funcție de nevoile de ieșire, dar în majoritatea cazurilor cantitatea totală de energie care circulă printr-un sistem de circuite este denumită „sarcină” în punctul în care aparatul absoarbe sau folosește efectiv puterea. Sarcinile pot fi mari sau mici și au puteri diferite în diferite aplicații.
În cele mai multe cazuri există două tipuri de încărcare, iar modelele inductive sunt de obicei caracterizate prin utilizarea câmpurilor electromagnetice. Electromagnetismul în aceste setări va face ca energia să se deplaseze de la sursă, cum ar fi o priză sau un adaptor de tensiune, în inima circuitului, unde poate fi folosită pentru a alimenta orice face dispozitivul.
Cum funcționează inductorii
Când o diferență de tensiune este aplicată peste cablurile unui inductor, inductorul transformă electricitatea într-un câmp electromagnetic. Când diferența de tensiune este îndepărtată din cabluri, inductorul va încerca să mențină cantitatea de curent electric care curge prin el. Se va descărca atunci când câmpul electromagnetic se prăbușește sau dacă este creată o cale electrică între cele două conductori inductor.
Un motor electric este un exemplu comun. În aceste cazuri, sarcina este utilizată pentru a transforma electricitatea în muncă fizică. În general, este nevoie de mai multă putere pentru a începe rotirea rotorului inițial decât este necesară pentru a menține un rotor care se rotește deja în mișcare, iar atunci când se aplică tensiune la cablurile unui motor electric, motorul generează o modificare a fluxului magnetic. Această modificare induce o forță electromotoare care se opune forței de întoarcere înainte care ar porni motorul să se rotească; acest fenomen se numește forță electromotoare inversă (EMF). După câteva secunde, un motor electric va fi depășit o parte din impedanța cauzată de un EMF din spate și va funcționa așa cum a fost proiectat.
Eficiență
EMF înapoi face ca o parte din puterea de la sursa de alimentare să fie irosită. Din acest motiv, o sarcină inductivă, cum ar fi un motor electric cu curent alternativ (AC), va folosi doar aproximativ 70% din energia electrică pentru a face munca efectivă. Aceasta înseamnă că astfel de sarcini vor necesita o sursă de alimentare care poate furniza suficientă putere electrică pentru a porni motorul. Această sursă de alimentare trebuie să furnizeze, de asemenea, suficientă putere pentru ca motorul să efectueze lucrări fizice după cum este necesar.
Importanța diodelor
Procesul inductiv este de obicei predispus la ceea ce este cunoscut sub numele de „returnări”, ceea ce înseamnă că energia nu este verificată și poate provoca suprasarcini ale circuitului dacă nu este limitată. În plus, unele sarcini inductive, cum ar fi electromagnetul dintr-un releu electromecanic, ar putea reintroduce o supratensiune în circuit atunci când alimentarea este deconectată de la sarcină, ceea ce poate deteriora circuitul. Din acest motiv, cele mai multe dispozitive și mașini realizate în acest stil au, de asemenea, „diode” de protecție, care acționează practic ca întreruptoare și necesită ca energia să poată intra – dar îi interzic și să curgă înapoi.
Când alimentarea este oprită, dioda disipează supratensiunea prin furnizarea unei căi electrice unidirecționale prin inductor. Acesta va disipa puterea electrică până când câmpul electromagnetic se prăbușește sau până când curentul de supratensiune este insuficient pentru a activa dioda.