Können Sie Energie in einem Induktor speichern und später verwenden?
Antworten:
Das Magnetfeld, das die Energie speichert, ist eine Funktion des Stroms durch die Induktivität: kein Strom, kein Feld, keine Energie. Sie benötigen eine aktive Schaltung, um diesen Strom fließen zu lassen. Sobald Sie den Strom abschalten, gibt die Induktivität die Energie des Magnetfelds auch als Strom ab und die Induktivität wird zu einer Stromquelle (während der Kondensator eine Spannungsquelle ist). .
Aspekte der Kondensator-Induktor-Dualität in Bezug auf die Energiespeicherung:
Ein Supraleiter kann jedoch ein Magnetfeld in einer Nullwiderstands-Stromschleife aufrechterhalten.
Leider sieht man auf solchen Bildern immer die durch den flüssigen Stickstoff verursachten Wasserdampfdämpfe, was Temperaturen unter -183 ° C bedeutet.
Das Problem ist, dass die Energie in einem Induktor auf Strom zurückzuführen ist und die meisten praktischen Leiter einen gewissen Widerstand haben. Dies bedeutet, dass die Energie kontinuierlich in die Erhitzung der Spule selbst abgeleitet wird, obwohl ein Verlust auftritt. Dies kann durch die Verwendung von Supraleitern überwunden werden, die überhaupt keinen Widerstand haben. Das Problem besteht jedoch darin, dass alle derzeit bekannten Supraleiter auf Tieftemperaturen abgekühlt werden müssen. Während ein idealer Supraleiter bei jedem beliebigen Strom supraleitend bleibt, haben alle bekannten Supraleiter (afaik) eine Obergrenze für die Stromdichte, die sie unterstützen können, bevor der Effekt zusammenbricht.
Ja, Menschen können und wollen Energie in einem Induktor speichern und später nutzen.
In einem Induktor aus supraleitendem "Draht" haben die Menschen einige supraleitende magnetische Energiespeicher eingebaut, die einen Tag lang ein Megajoule Energie mit ziemlich hohem Wirkungsgrad speichern. Mir wurde gesagt, dass mehrere Elektrizitätsversorger einige solcher Geräte gekauft haben und sie zur Verbesserung der Stromqualität einsetzen.
Die meisten Menschen in den USA haben Dutzende von Spannungswandlern. Die meisten dieser Schaltspannungswandler speichern allmählich Energie bei einer Spannung in einer Induktivität oder einem Transformator und ziehen dann "später" diese Energie mit einer wünschenswerteren Spannung aus der Induktivität oder dem Transformator heraus, und zwar immer wieder, oft 40.000- oder millionenfach zweite.
Bei vielen bekannten Lieferanten von elektronischen Bauteilen können Sie Induktivitäten nach ihrem Q-Faktor sortieren . Der Q-Faktor gibt an, wie gut eine Induktivität oder ein Kondensator Energie speichert. Beim Schalten von Spannungsreglern und anderen Energiespeicher-Apps ist ein höherer Q-Wert besser.
Die besten handelsüblichen Induktivitäten (alle nicht supraleitend) bei gängigen Anbietern haben einen Q-Faktor von 150 bei 25 kHz. Die meisten Kondensatoren haben einen um eine Größenordnung besseren Energiespeicher (höherer Q).
Menschen können und tun etwas Energie in Induktoren für die spätere Verwendung speichern. Aber in fast allen Energiespeichersituationen verwenden wir etwas anderes, weil etwas anderes entweder (a) niedrigere Vorlaufkosten hat oder (b) effizienter ist oder (c) weniger Platz benötigt oder (d) eine Kombination der oben genannten .