Puoi immagazzinare energia in un induttore e usarla in seguito?

La mia azienda utilizza supercaps per alimentare il dispositivo in caso di interruzione dell'alimentazione. Mi chiedevo se potevi fare la stessa cosa con un induttore. Se non puoi, perché no?

Il campo magnetico che immagazzina l'energia è una funzione della corrente attraverso l'induttore: nessuna corrente, nessun campo, nessuna energia. Avrai bisogno di un circuito attivo per mantenere la corrente che scorre, una volta interrotta la corrente l'induttore rilascerà l'energia del campo magnetico anche come corrente e l'induttore diventa una sorgente di corrente (mentre il suo doppio, il condensatore è una fonte di tensione) .

Aspetti della dualità condensatore-induttore in termini di accumulo di energia:

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

Tuttavia, un superconduttore può sostenere un campo magnetico in un circuito di corrente a resistenza zero.

Sfortunatamente vedrai sempre i fumi del vapore acqueo causati dall'azoto liquido in immagini come questa, il che significa temperature inferiori a -183 ° C.

Il problema è che l'energia in un induttore è dovuta alla corrente e che tutti i conduttori pratici hanno una certa resistenza; ciò significa che l'energia viene continuamente scaricata nel riscaldamento della bobina stessa attraverso una perdita I ^ 2R. Questo può essere superato usando i superconduttori, che non hanno alcuna resistenza, ma il problema è che tutti i superconduttori attualmente noti devono essere raffreddati a temperature criogeniche. Inoltre, mentre un superconduttore ideale rimarrebbe superconduttore a qualsiasi corrente arbitraria, tutti i superconduttori noti (afaik) hanno un limite superiore alla densità di corrente che possono supportare prima che l'effetto collassi.

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

Sì, le persone possono immagazzinare energia in un induttore e utilizzarla in un secondo momento.

Le persone hanno costruito alcune unità di accumulo di energia magnetica superconduttiva che immagazzinano un megajoule di energia per un giorno circa con un'efficienza piuttosto elevata, in un induttore formato da un "filo" superconduttore. Mi è stato detto che diverse utility elettriche hanno acquistato alcune di queste unità e le usano per migliorare la qualità dell'energia.

La maggior parte delle persone negli Stati Uniti ha dozzine di convertitori di tensione di commutazione. La maggior parte di quei convertitori di tensione a commutazione immagazzina gradualmente energia a una tensione in un induttore o trasformatore, quindi "successivamente" gradualmente preleva quell'energia dall'induttore o trasformatore a una tensione più desiderabile, ancora e ancora, spesso 40.000 o un milione di volte un secondo.

Molti popolari fornitori di parti elettroniche consentono di ordinare induttori per il loro fattore Q . Il fattore Q valuta in che misura un induttore o un condensatore immagazzina energia. Nel cambiare i regolatori di tensione e altre app di accumulo di energia, una Q più grande è migliore.

I migliori induttori standard (tutti non superconduttori) presso fornitori popolari hanno un fattore Q di 150 a 25 KHz. La maggior parte dei condensatori ha un ordine di grandezza di energia migliore (maggiore Q) di quello.

Le persone possono immagazzinare energia negli induttori e utilizzarli in seguito. Ma in quasi tutte le situazioni di accumulo di energia utilizziamo qualcos'altro, perché qualcos'altro (a) ha costi iniziali inferiori o (b) è più efficiente o (c) richiede meno spazio o (d) una combinazione di quanto sopra .