Bisakah Anda menyimpan energi dalam induktor dan menggunakannya nanti?

Perusahaan saya menggunakan supercaps untuk memberi daya pada perangkat jika daya terputus. Saya bertanya-tanya apakah Anda bisa melakukan hal yang sama dengan induktor. Jika Anda tidak bisa, mengapa tidak?

Medan magnet yang menyimpan energi adalah fungsi dari arus melalui induktor: tidak ada arus, tidak ada medan, tidak ada energi. Anda akan memerlukan rangkaian aktif untuk menjaga agar arus tetap mengalir, setelah Anda memotong arus, induktor akan melepaskan energi medan magnet juga sebagai arus, dan induktor menjadi sumber arus (sedangkan dual, kapasitor adalah sumber tegangan) .

Aspek dualitas kapasitor-induktor dalam hal penyimpanan energi:

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

Namun, superkonduktor dapat mempertahankan medan magnet dalam loop arus resistan nol.

Sayangnya Anda akan selalu melihat uap uap air yang disebabkan oleh nitrogen cair dalam gambar seperti ini, yang berarti suhu di bawah -183 ° C.

Masalahnya adalah bahwa energi dalam induktor adalah karena arus, dan sebagian besar konduktor praktis memiliki beberapa hambatan; ini berarti bahwa energi terus menerus terkuras untuk memanaskan koil itu sendiri meskipun saya kehilangan 2R. Ini dapat diatasi dengan menggunakan superkonduktor, yang tidak memiliki ketahanan sama sekali, tetapi masalahnya ada bahwa semua superkonduktor yang dikenal saat ini harus didinginkan hingga suhu kriogenik. Juga, sementara superkonduktor yang ideal akan tetap superkonduktor pada sembarang arus, semua tahu superkonduktor (afaik) memiliki batas atas kepadatan arus yang dapat mereka dukung sebelum efeknya runtuh.

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

Ya, orang dapat dan memang menyimpan energi dalam induktor dan menggunakannya nanti.

Orang-orang telah membangun beberapa unit penyimpanan energi magnetik superkonduktor yang menyimpan megajoule energi selama sehari atau lebih dengan efisiensi yang cukup tinggi, dalam sebuah induktor yang terbentuk dari "kawat" superkonduktor. Saya telah diberitahu bahwa beberapa utilitas listrik telah membeli beberapa unit seperti itu dan menggunakannya untuk meningkatkan kualitas daya.

Kebanyakan orang di AS memiliki lusinan konverter tegangan switching. Sebagian besar dari mereka konverter tegangan switching secara bertahap menyimpan energi pada satu tegangan di induktor atau transformator, kemudian "nanti" secara bertahap menarik energi keluar dari induktor atau transformator pada tegangan yang lebih diinginkan, berulang kali, sering 40.000 atau sejuta kali kedua.

Banyak pemasok komponen elektronik populer memungkinkan Anda untuk mengurutkan induktor berdasarkan faktor Q mereka . Faktor Q menilai seberapa baik induktor atau kapasitor menyimpan energi. Dalam beralih regulator tegangan dan aplikasi penyimpanan energi lainnya, Q yang lebih besar lebih baik.

Induktor off-the-shelf terbaik (semua non-superkonduktor) di pemasok populer memiliki faktor Q 150 @ 25KHz. Sebagian besar kapasitor memiliki urutan penyimpanan energi yang lebih baik (Q lebih tinggi) daripada itu.

Orang dapat dan memang menyimpan sejumlah energi dalam induktor untuk digunakan nanti. Tetapi dalam hampir semua situasi penyimpanan energi kita menggunakan sesuatu yang lain, karena sesuatu yang lain itu (a) memiliki biaya di muka yang lebih rendah atau (b) lebih efisien atau (c) membutuhkan lebih sedikit ruang atau (d) beberapa kombinasi di atas .