Aprendi que, em um indutor, a tensão leva a corrente em 90 graus. No entanto, eu não entendo completamente por que são 90 graus.
Eu tenho procurado em todos os lugares para obter mais informações sobre por que isso é assim. No entanto, todas as fontes que encontrei apenas declaram a regra.
Respostas:
É realmente que a corrente é a integral do tempo da tensão, ou a tensão é a derivada da corrente. Se a corrente é um seno, então a tensão é um cosseno, já que essa é a derivada de um seno.
A maneira como as derivadas e integrais dos sinusóides funcionam, cada uma é ¼ de ciclo, ou 90 °, fase deslocada da seguinte.
A linha inferior é a equação básica para um indutor e essa equação se aplica a qualquer situação elétrica:
Portanto, se a corrente é uma onda senoidal, o diferencial do seno é cosseno:
Portanto, a tensão leva a corrente em 90 graus. Mas lembre-se de que isso se aplica apenas à análise do sinal CA. Por exemplo, se você aplicou uma tensão de passo através de um indutor, a corrente aumenta linearmente com o tempo, porque: -
A equação básica descreve eventos AC e transitórios.
Além disso, um indutor ideal com jwL possui uma parte imaginária positiva sem mais resistência real. Então o ângulo vai girar 90 °.
O deslocamento de fase de 90 graus (para ondas senoidais) é válido apenas para uma bobina sem perdas ideal. Na prática, sempre há resistência em jogo: resistência em série do efeito do fio e da pele e resistência paralela devido a perdas do núcleo e correntes de Foucault no fio e em outros condutores próximos. A mudança de fase será menor que 90 graus. No caso extremo, as perdas de núcleo de esferas de ferrite especiais são tão altas que se comportam como resistores para altas frequências.
Também há capacitância paralela; portanto, se você aumentar a frequência, a combinação passará por ressonância paralela (= alta impedância) e se tornará capacitiva com uma mudança de fase na direção de -90 graus. Ah, e depois há acoplamento magnético com outros indutores próximos ...
Nunca assuma que uma bobina é apenas uma bobina.
Corrente e tensão partem do mesmo fenômeno físico, eletromagnetismo, mas são efeitos totalmente diferentes.
Na indutância, sendo uma bobina, um campo magnético é gerado pela circulação de uma corrente através dela. Essa corrente é mantida se a tensão da bobina for subitamente interrompida.
Isso gera que a corrente, na indutância, é constante antes de mudanças repentinas na tensão.
Esta é a razão pela qual a resposta de Olin Lathrop faz sentido: com uma integral de uma função que contém um salto finito, é obtida uma função contínua que adiciona termos que permitem absorver os saltos finitos.
O efeito físico após esse comportamento pode ser verificado com cuidado em: /physics/355140/magnetic-field-due-to-a-coil-of-n-turns-and-a-ssolenoid
O que você comenta sobre os graus de atraso é observado apenas nos fasores, mas sem o porquê, seu conhecimento foi fraco.
Acrescento: o mesmo efeito ocorre com capacitores, tensões e correntes, devido ao teorema da reciprocidade http://electrical-engineering-portal.com/resources/knowledge/theorems-and-laws/reciprocity-theorem
Se você conectar um indutor a uma tensão, a corrente começará a fluir. Devido à contra-voltagem interna do indutor (que pode ser interpretada como uma espécie de risco contra a mudança de corrente), a corrente só cresce lentamente - portanto, a corrente fica mais baixa do que a mudança repentina de tensão quando você a conecta ao Voltagem. As lojas indutoras se envolvem na forma de seu crescente campo magnético.