인덕터에 에너지를 저장하고 나중에 사용할 수 있습니까?

회사에서 전원이 차단되면 슈퍼 캡을 사용하여 장치에 전원을 공급합니다. 인덕터로 똑같은 일을 할 수 있는지 궁금합니다. 당신이 할 수 없다면 왜 안됩니까?

에너지를 저장하는 자기장은 인덕터를 통한 전류의 함수이다 : 전류 없음, 전계 없음, 에너지 없음. 전류를 계속 흐르게하려면 능동 회로가 필요합니다. 일단 전류를 차단하면 인덕터가 전류로 자기장 에너지를 방출하고 인덕터가 전류 소스가됩니다 (듀얼, 커패시터는 전압 소스 임) .

에너지 저장 용어에서 커패시터-인덕터 이중성의 측면 :

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

그러나 초전도체 는 제로 저항 전류 루프에서 자기장을 유지할 수 있습니다.

불행히도 당신은 항상 이와 같은 그림에서 액체 질소로 인한 수증기의 증기를 볼 수 있습니다. 이는 -183 ° C 이하의 온도를 의미합니다.

문제는 인덕터의 에너지가 전류로 인한 것이며 대부분의 실제 도체에는 약간의 저항이 있다는 것입니다. 이것은 I ^ 2R 손실에도 불구하고 코일 자체를 가열하기 위해 에너지가 지속적으로 배출됨을 의미합니다. 이것은 전혀 저항이없는 초전도체를 사용함으로써 극복 될 수 있지만, 현재 알려진 초전도체는 모두 극저온으로 냉각되어야한다는 문제가있다. 또한 이상적인 초전도체는 임의의 전류에서 초전도 상태를 유지하지만 모든 초전도체 (afaik)는 효과가 붕괴되기 전에 지원할 수있는 전류 밀도에 대한 상한이 있습니다.

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

예, 사람들은 인덕터에 에너지를 저장하고 나중에 사용할 수 있습니다.

사람들은 초전도 "와이어"로 형성된 인덕터에 하루에 메가 줄의 에너지를 매우 높은 효율로 저장하는 초전도 자기 에너지 저장 장치를 몇 개 만들었습니다 . 나는 몇몇 전기 시설이 그러한 장치를 몇 개 구입하여 전력 품질을 향상시키는 데 사용한다고 들었습니다.

미국의 대부분의 사람들은 수십 개의 스위칭 전압 변환기를 가지고 있습니다. 이들 스위칭 전압 변환기의 대부분은 인덕터 또는 변압기에서 하나의 전압으로 에너지를 점진적으로 저장 한 다음, "나중에"그보다 더 바람직한 전압, 종종 40,000 또는 백만 배 이상 더 바람직한 전압으로 인덕터 또는 변압기로부터 그 에너지를 점차적으로 끌어 당긴다. 둘째.

많은 유명한 전자 부품 공급 업체를 통해 Q 계수 별로 인덕터를 정렬 할 수 있습니다 . Q 계수는 인덕터 또는 커패시터가 에너지를 얼마나 잘 저장하는지 평가합니다. 스위칭 전압 조정기 및 기타 에너지 저장 앱에서는 Q가 클수록 좋습니다.

인기있는 공급 업체에서 제공하는 기성품 인덕터 (모든 비 초전도)는 150 @ 25KHz의 Q 계수를 갖습니다. 대부분의 커패시터는 그보다 에너지 저장 용량이 더 우수합니다 (높은 Q).

사람들은 나중에 사용하기 위해 일부 에너지를 인덕터에 저장할 수 있습니다. 그러나 거의 모든 에너지 저장 상황에서 우리는 다른 것을 사용합니다. 왜냐하면 (a) 선행 비용이 낮거나 (b) 더 효율적이거나 (c) 공간이 적거나 (d) 위의 조합이 필요하기 때문입니다. .