1831 m. Michaelas Faraday paaiškino teoriją elektromagnetinė indukcija moksliškai. Terminas induktyvumas yra laidininko gebėjimas priešintis juo tekančiai srovei ir indukuoti emf. Remiantis Faradėjaus indukcijos dėsniais, sukeliama elektromotorinė jėga (EMF) arba įtampa dirigentas dėl magnetinio lauko pasikeitimo per grandinę. Šis procesas nurodomas kaip elektromagnetinė indukcija. Sukelta įtampa prieštarauja srovės pokyčio greičiui. Tai vadinama Lenzo dėsniu, o sukelta įtampa vadinama EML. Induktyvumas skirstomas į du tipus. Jie yra savęs induktyvumas ir abipusis induktyvumas. Šis straipsnis yra apie dviejų ritių ar laidininkų abipusį induktyvumą.
Kas yra abipusis induktyvumas?
Apibrėžimas: Dviejų ritių tarpusavio induktyvumas apibrėžiamas kaip emf, sukeltas dėl vienos ritės magnetinio lauko, priešinasi kitos ritės srovės ir įtampos pokyčiams. Tai reiškia, kad abi ritės yra magnetiškai sujungtos dėl pasikeitimo magnetinis srautas. Vienos ritės magnetinis laukas arba srautas jungiasi su kita ritė. Tai žymima M.
Srovė, tekanti vienoje ritėje, dėl magnetinio srauto pokyčio sukelia įtampą kitoje ritėje. Su dviem ritėmis susieto magnetinio srauto kiekis yra tiesiogiai proporcingas abipusiam induktyvumui ir srovės pokyčiams.
Abipusė induktyvumo teorija
Jo teorija yra labai paprasta ir ją galima suprasti naudojant dvi ar daugiau ričių. XVIII amžiuje jį aprašė amerikiečių mokslininkas Josephas Henry. Tai vadinama viena iš grandinėje naudojamų ritės ar laidininko savybių. Nuosavybė induktyvumas yra, jei vienos ritės srovė kinta laikui bėgant, tada EMF sukels kitą ritę.
Oliveris Heaviside'as induktyvumo terminą įvedė 1886 metais. Abipusio induktyvumo savybė yra daugelio darbo principas elektriniai komponentai kurie eina su magnetiniu lauku. Pavyzdžiui, transformatorius yra pagrindinis abipusio induktyvumo pavyzdys.
Pagrindinis abipusio induktyvumo trūkumas yra tai, kad vienos ritės induktyvumo nutekėjimas gali nutraukti kitos ritės veikimą naudojant elektromagnetinę indukciją. Norint sumažinti nuotėkį, reikalinga elektrinė atranka
Dviejų ritinių padėtis grandinėje lemia abipusio induktyvumo, susiejančio vieną su kita, ritę.
Abipusė induktyvumo formulė
Dviejų ritinių formulė pateikiama kaip
M = (μ0.μr. N1. N2. A) / L
Kur μ0 = laisvos vietos pralaidumas = 4π10-du
μ = minkštosios geležies šerdies pralaidumas
N1 = 1 ritės posūkiai
N2 = 2 ritės posūkiai
A = skerspjūvio plotas mdu
L = ritės ilgis metrais
Abipusio induktyvumo vienetas
Abipusio induktyvumo vienetas yra kg. mdu.s-2.TO-2
Induktyvumo dydis sukuria vienos voltų įtampą dėl 1A / sekundės srovės pokyčio greičio.
The SI abipusio induktyvumo vienetas yra Henris. Jis paimtas iš amerikiečių mokslininko Josepho Henry'o, kuris paaiškino dviejų ritinių fenomeną.
Abipusio induktyvumo dimensija
Kai dvi ar daugiau ritinių sujungiamos magnetiniu būdu su tuo pačiu magnetiniu srautu, tada vienoje ritėje sukelta įtampa yra proporcinga kitos ritės srovės pokyčio greičiui. Šis reiškinys vadinamas abipusiu induktyvumu.
Apsvarstykite, ar bendras induktyvumas tarp dviejų ritinių yra L, nes M = √ (L1L2) = L
Tai galima apibrėžti kaip galimo skirtumo ir srovės pokyčio greičio santykį. Jis pateikiamas kaip
Kadangi M = √L1L2 = L
L = € / (dI / dt)
Kur € = sukeltas EMF = atliktas darbas / elektros krūvis laiko atžvilgiu = M. Ldu. T-du/ IT = M.Ldu.T-3. Aš-1arba € = M. L-2. T-3. A-1(Kadangi aš = A)
Dėl induktyvumo,
ϕ = LI
L = ϕ / A = (B. Ldu) / Į
Kur B = magnetinis laukas = (MLT-du) /LT-1AT = MT-2Į-1
Magnetinis srautas ϕ = BLdu= MT-2LduĮ-1
pakaitinė B ir value vertė yra didesnė už L formulę
L = MT-duLdu.TO-2
Pateikiamas abipusio induktyvumo matmuo, kai L1 ir L2 yra vienodi
M = L / (T-duLdu.TO-2)
M = LTduLdu.TO-2
Išvedimas
Sekite procesą, kad gautumėte abipusio induktyvumo išvedimas .
Vienoje ritėje sukelto EMF ir kitos ritės srovės kitimo greičio santykis yra abipusis induktyvumas.
Apsvarstykite du ritinius L1 ir L2, kaip parodyta toliau pateiktame paveikslėlyje.
Dvi ritės
Kai srovė L1 keičiasi laikui bėgant, tada magnetinis laukas taip pat keičiasi laikui bėgant ir keičia magnetinį srautą, susietą su antrąja ritė L2. Dėl šio magnetinio srauto pokyčio pirmojoje ritėje L1 indukuojamas EMF.
Be to, srovės kitimo greitis pirmojoje ritėje sukelia EMF antrojoje ritėje. Taigi EML indukuojamas dviejose ritėse L1 ir L2.
Tai pateikiama kaip
€ = M (dI1 / dt)
M = € / (dI1 / dt). … .. 1 ekv
Jei € = 1 voltas ir dI1 / dt = 1Amp, tada
M = 1 Henris
Be to,
Srovės kitimo greitis vienoje ritėje sukuria magnetinį srautą pirmoje ritėje ir asocijuojasi su antrąja ritė. Tada iš Faradėjaus elektromagnetinės indukcijos dėsnių (sukelta įtampa yra tiesiogiai proporcinga susieto magnetinio srauto pokyčio greičiui) antrojoje ritėje indukuota EMF pateikiama kaip
€ = M / (dI1 / dt) = d (MI1) / dt… .. 2 ekv
€ = N2 (dϕ12 / dt) = d (N2ϕ12) / dt… 3 ekv
Lygindami ekvivalentą 2 ir 3
MI1 = N2ϕ12
M = (N2ϕ12) / I1 Henris
Kur M = abipusis induktyvumas
€ = abipusis induktyvumas EMF
N2 = posūkių skaičius pirmojoje ritėje L1
I1 = srovė pirmojoje ritėje
ϕ12 = magnetinis srautas, susietas dviejose ritėse.
Abiejų ritinių tarpusavio induktyvumas priklauso nuo antrosios ritės ar gretimos ritės posūkių skaičiaus ir skerspjūvio ploto
Atstumas tarp dviejų ritinių.
EMF, sukeltas pirmojoje ritėje dėl srauto pokyčio greičio, pateikiamas kaip
E = -M12 (dI1 / dt)
Minuso ženklas rodo prieštaravimą srovės kitimo greičiui pirmoje ritėje, kai sužadinamas EML.
Dviejų ričių abipusis induktyvumas
Dviejų ritinių tarpusavio induktyvumą galima padidinti juos uždėjus ant minkštos geležies šerdies arba padidinus dviejų ritinių posūkių skaičių. Tarp dviejų ričių, kai jos yra tvirtai suvyniotos ant minkštos geležies šerdies, yra vienybės jungtis. Srauto nuotėkis būtų nedidelis.
Jei atstumas tarp dviejų ritių yra nedidelis, tada magnetinis srautas, susidaręs pirmojoje ritėje, sąveikauja su visais antrosios ritės posūkiais, dėl ko susidaro didelis EMF ir abipusis induktyvumas.
Dviejų ričių abipusis induktyvumas
Jei abi ritės yra tolimesnės ir viena nuo kitos nutolusios skirtingais kampais, tai sukeltas magnetinis srautas pirmojoje ritėje sukuria silpną arba mažą EMF antroje ritėje. Taigi abipusis induktyvumas taip pat bus nedidelis.
Dvi ritės nutolusios viena nuo kitos
Taigi to vertė daugiausia priklauso nuo dviejų ritinių padėties ir tarpų ant minkštos geležies šerdies. Apsvarstykite paveikslą, kuris rodo, kad dvi ritės yra tvirtai suvyniotos ant minkštos geležies šerdies viršaus.
Ritės yra sandariai sužeistos
Srovės pasikeitimas pirmojoje ritėje sukuria magnetinį lauką ir praeina magnetines linijas per antrąją ritę, kuri naudojama abipusiam induktyvumui apskaičiuoti.
Dviejų ritių tarpusavio induktyvumas pateikiamas kaip
M12 = (N2ϕ12) / I1
M21 = (N1ϕ21) / I2
Kur M12 = pirmosios ritės ir antrosios ritės abipusis induktyvumas
M21 = antrosios ritės abipusis induktyvumas į kumščio ritę
N2 = antrosios ritės posūkiai
N1 = pirmosios ritės posūkiai
I1 = srovė, tekanti aplink pirmąją ritę
I2 = srovė, tekanti aplink antrąją ritę.
Jei srautas, susietas su L1 ir L2, yra toks pats kaip srovė, tekanti aplink juos, tada pirmosios ritės ir antrosios ritės abipusis induktyvumas nurodomas kaip M21
Dviejų ritių tarpusavio induktyvumą galima apibrėžti kaip M12 = M21 = M
Taigi, dvi ritės daugiausia priklauso nuo dydžio, posūkių, padėties ir atstumo tarp dviejų ritinių.
Pirmosios ritės saviindukcija yra
L1 = (μ0.μr.N1du.A) / L
Antrųjų ritinių saviindukcija yra
L2 = (μ0.μr.Ndu.A) / L
Kryžminkite anksčiau nurodytas dvi formules
Tada dviejų ritių tarpusavio induktyvumas, kuris egzistuoja tarp jų, pateikiamas kaip
Mdu= L1. L2
M = √ (L1.L2) Henris
Pirmiau pateikta lygtis suteikia magnetinį srautą = 0
100% magnetinė jungtis tarp L1 ir L2
Sukabinimo koeficientas
Magnetinio srauto dalis, susieta su dviem ritėmis, su bendru magnetiniu srautu tarp ritinių yra žinoma kaip sujungimo koeficientas ir ji žymima „k“. Sukabinimo koeficientas apibrėžiamas kaip atviros grandinės ir faktinio įtampos santykio santykis ir abiejuose ritiniuose gauto magnetinio srauto santykis. Kadangi vienos ritės magnetinis srautas jungiasi su kita ritė.
Sukabinimo koeficientas nurodo induktoriaus induktyvumą. Jei koeficiento sukabinimas k = 1, tada abi ritės yra glaudžiai sujungtos. Taigi, visos vienos ritės magnetinio srauto linijos supjausto visus kitos ritės posūkius. Taigi abipusis induktyvumas yra dviejų ritių atskirų induktyvumų geometrinis vidurkis.
Jei dviejų ritių induktyvumai yra vienodi (L1 = L2), tai abiejų ritių tarpusavio induktyvumas yra lygus vienos ritės induktyvumui. Tai reiškia,
M = √ (L1. L2) = L
kur L = vienos ritės induktyvumas.
Sukimo faktorius tarp ritinių
Sukimo faktorius tarp ritinių gali būti pavaizduotas kaip 0 ir 1
Jei sukabinimo koeficientas yra 1, tada tarp ritinių nėra indukcinės jungties.
Jei sukabinimo koeficientas yra 0, tada tarp ritinių yra didžiausia arba visa indukcinė jungtis.
Indukcinė jungtis pateikiama 0 ir 1, bet ne procentais.
Pvz., Jei k = 1, tada dvi ritės yra puikiai sujungtos
Jei k> 0,5, tada dvi ritės yra tvirtai sujungtos
Jei k<0.5, then the two coils are coupled loosely.
Norint rasti koeficiento susiejimo tarp dviejų ritinių koeficientą, reikia taikyti šią lygtį:
K = M / √ (L1. L2)
M = k. √ (L1. L2)
Kur L1 = pirmosios ritės induktyvumas
L2 = antrosios ritės induktyvumas
M = abipusis induktyvumas
K = sukabinimo koeficientas
Programos
The abipusio induktyvumo taikymai yra,
- Transformatorius
- Elektriniai varikliai
- Generatoriai
- Kiti elektriniai prietaisai, dirbantys su magnetiniu lauku.
- Naudojamas sūkurinėms srovėms apskaičiuoti
- Skaitmeninis signalo apdorojimas
Taigi visa tai yra abipusio induktyvumo apžvalga - apibrėžimas, formulė, vienetas, išvedimas, sukabinimo koeficientas, koeficiento susiejimas ir pritaikymas Štai jums klausimas, koks yra abiejų ritių tarpusavio induktyvumo trūkumas?
