Можете ли вы накапливать энергию в индукторе и использовать ее позже?

Моя компания использует суперкапы для питания устройства в случае отключения питания. Мне было интересно, если вы могли бы сделать то же самое с индуктором. Если ты не можешь, почему бы и нет?

Магнитное поле, которое хранит энергию, является функцией тока через индуктор: нет тока, нет поля, нет энергии. Вам понадобится активная цепь для поддержания тока, когда вы отключите ток, катушка индуктивности будет высвобождать энергию магнитного поля также в виде тока, и катушка индуктивности станет источником тока (в то время как конденсатор является источником напряжения). ,

Аспекты двойственности конденсатор-индуктор в терминах накопления энергии:

$$\begin{array}{ll} \mbox{Capacitor} & \mbox{Inductor} \\ \mbox{* stores energy in electric field} & \mbox{* stores energy in magnetic field} \\ \mbox{* must be open loop (infinite resistance) } & \mbox{* must be closed loop (zero resistance)} \\ \mbox{* loses energy through parallel resistance} & \mbox{* loses energy through series resistance} \end{array}$$

Однако сверхпроводник может поддерживать магнитное поле в токовой петле с нулевым сопротивлением.

К сожалению, вы всегда можете увидеть пары водяного пара, вызванные жидким азотом, на таких фотографиях, что означает температуру ниже -183 ° C.

Проблема заключается в том, что энергия в индукторе обусловлена ​​током, и большинство практических проводников имеют некоторое сопротивление; это означает, что энергия непрерывно расходуется на нагрев самой катушки, хотя потери I ^ 2R. Это может быть преодолено с помощью сверхпроводников, которые вообще не имеют сопротивления, но проблема в том, что все известные в настоящее время сверхпроводники должны быть охлаждены до криогенных температур. Кроме того, хотя идеальный сверхпроводник оставался бы сверхпроводящим при любом произвольном токе, все известные сверхпроводники (afaik) имеют некоторый верхний предел плотности тока, который они могут поддерживать до того, как эффект разрушится.

$\begin{array}{lcl} \textbf{Capacitive Storage} & & \textbf{Inductive Storage} \\ \mbox{Must have infinite internal resistance} & | & \mbox{Must have zero internal resistance} \\ \mbox{Voltage must stay in it forever} & | & \mbox{Current must flow through it forever} \\ \mbox{You deal with voltage} & | & \mbox{You deal with current} \\ \mbox{Self discharge may take years} & | & \mbox{Self discharges in very short time} \\ \mbox{Electric field doesn't leak outside much} & | & \mbox{Magnetic field may interfere other components} \\ \mbox{Lighter} & | & \mbox{Very heavy (iron, copper, etc)} \\ \mbox{May be cheaper} & | & \mbox{Fe and Cu may be very expensive in some countries} \\ \end{array}$

Да, люди могут накапливать энергию в индукторе и использовать ее позже.

Люди создали несколько сверхпроводящих накопителей магнитной энергии, которые хранят мегаджоуля энергии в течение дня или около того с довольно высокой эффективностью, в индукторе, образованном из сверхпроводящего «провода». Мне сказали, что несколько энергокомпаний купили несколько таких блоков и используют их для улучшения качества электроэнергии.

У большинства людей в США десятки переключающих преобразователей напряжения. Большинство из этих переключающих преобразователей напряжения постепенно накапливают энергию при одном напряжении в катушке индуктивности или трансформаторе, а затем «постепенно» постепенно вытягивают эту энергию из катушки индуктивности или трансформатора при более желательном напряжении, снова и снова, часто 40000 или миллион раз. второй.

Многие популярные поставщики электронных компонентов позволяют сортировать индукторы по их добротности . Коэффициент добротности оценивает, насколько хорошо индуктор или конденсатор накапливает энергию. В импульсных стабилизаторах напряжения и других приложениях накопления энергии, чем больше Q, тем лучше.

Лучшие готовые индукторы (все они не являются сверхпроводящими) у популярных поставщиков имеют коэффициент добротности 150 @ 25 кГц. Большинство конденсаторов имеют на порядок лучше запас энергии (более высокое значение Q), чем это.

Люди могут накапливать энергию в катушках индуктивности для дальнейшего использования. Но почти во всех ситуациях накопления энергии мы используем что-то еще, потому что это что-то еще либо (а) имеет более низкие первоначальные затраты, либо (б) является более эффективным, либо (в) требует меньше места, либо (г) представляет собой некоторую комбинацию вышеуказанного ,