1831. gadā Maikls Faradejs paskaidroja elektromagnētiskā indukcija zinātniski. Termins induktivitāte ir vadītāja spēja pretoties strāvai, kas plūst caur to, un inducē emf. No Faradeja indukcijas likumiem tiek ierosināts elektromotora spēks (EMF) vai spriegums diriģents sakarā ar magnētiskā lauka izmaiņām caur ķēdi. Šis process tiek noteikts kā elektromagnētiskā indukcija. Inducētais spriegums pretojas strāvas maiņas ātrumam. Tas ir pazīstams kā Lenca likums, un izraisīto spriegumu sauc par EML. Induktivitāte ir sadalīta divos veidos. Tie ir, pašinduktivitāte un savstarpēja induktivitāte. Šis raksts ir par divu spoles vai vadītāju savstarpējo induktivitāti.
Kas ir savstarpējā induktivitāte?
Definīcija: Divu ruļļu savstarpējā induktivitāte ir definēta kā emf, ko inducē magnētiskā lauka dēļ vienā spolē, pretojas strāvas un sprieguma izmaiņām citā spolē. Tas nozīmē, ka, pateicoties izmaiņām, abas spoles ir magnētiski saistītas magnētisks plūsma. Vienas spoles magnētiskais lauks vai plūsma savienojas ar citu spoli. To apzīmē ar M.
Strāva, kas plūst vienā spolē, magnētiskās plūsmas izmaiņu dēļ inducē spoli citā spolē. Magnētiskās plūsmas daudzums, kas saistīts ar abām spolēm, ir tieši proporcionāls savstarpējai induktivitātei un strāvas izmaiņām.
Savstarpējās induktivitātes teorija
Tās teorija ir ļoti vienkārša, un to var saprast, izmantojot divas vai vairākas spoles. To 18. gadsimtā aprakstīja amerikāņu zinātnieks Džozefs Henrijs. To sauc par vienu no ķēdē izmantotās spoles vai vadītāja īpašībām. Īpašums induktivitāte ir, ja strāva vienā spolē mainās ar laiku, tad EMF inducēs citā spolē.
Olivers Heaviside ieviesa induktivitātes terminu 1886. gadā. Savstarpējās induktivitātes īpašums ir daudzu darba princips elektriskās sastāvdaļas kas darbojas ar magnētisko lauku. Piemēram, transformators ir savstarpējas induktivitātes pamatpiemērs.
Galvenais savstarpējās induktivitātes trūkums ir tas, ka vienas spoles induktivitātes noplūde var pārtraukt citas spoles darbību, izmantojot elektromagnētisko indukciju. Lai samazinātu noplūdi, nepieciešama elektriskā pārbaude
Divu ruļļu izvietojums ķēdē nosaka savstarpējās induktivitātes daudzumu, kas savienojas ar vienu un otru spoli.
Savstarpējās induktivitātes formula
Divu ruļļu formula ir dota kā
M = (μ0.μr. N1. N2. A) / L
Kur μ0 = brīvās telpas caurlaidība = 4π10-divi
μ = mīkstā dzelzs kodola caurlaidība
N1 = 1. spoles pagriezieni
N2 = 2. spoles pagriezieni
A = šķērsgriezuma laukums mdivi
L = spoles garums metros
Savstarpējās induktivitātes vienība
Savstarpējās induktivitātes mērvienība ir kg. mdivi.s-divi.TO-divi
Induktivitātes daudzums rada viena volta spriegumu, pateicoties strāvas maiņas ātrumam 1Ampere / sekundē.
The SI savstarpējās induktivitātes vienība ir Henrijs. Tas ir ņemts no amerikāņu zinātnieka Džozefa Henrija, kurš izskaidroja divu spoles fenomenu.
Savstarpējās induktivitātes dimensija
Kad divas vai vairākas spoles ir saistītas magnētiski ar tādu pašu magnētisko plūsmu, tad vienā spolē inducētais spriegums ir proporcionāls strāvas maiņas ātrumam citā spolē. Šo fenomenu sauc par savstarpēju induktivitāti.
Apsveriet, vai kopējā induktivitāte starp abām spolēm ir L, jo M = √ (L1L2) = L
To dimensiju var definēt kā potenciālās starpības attiecību pret strāvas maiņas ātrumu. Tas tiek dots kā
Tā kā M = √L1L2 = L
L = € / (dI / dt)
Kur € = izraisītais EMF = paveiktais darbs / elektriskā lādiņa attiecībā pret laiku = M. Ldivi. T-divi/ IT = M.Ldivi.T-3. Es-1vai € = M. L-divi. T-3. A-1(Tā kā I = A)
Induktivitātei
ϕ = LI
L = ϕ / A = (B. Ldivi) / UZ
Kur B = magnētiskais lauks = (MLT-divi) / LT-1AT = MT-diviTO-1
Magnētiskā plūsma ϕ = BLdivi= MT-diviLdiviTO-1
B un substit aizstāšanas vērtība pārsniedz formulu L
L = MT-diviLdivi.TO-divi
Tiek dota savstarpējās induktivitātes dimensija, kad L1 un L2 ir vienādas
M = L / (T-diviLdivi.TO-divi)
M = LTdiviLdivi.TO-divi
Atvasinājums
Izpildiet procesu, lai iegūtu savstarpējās induktivitātes atvasināšana .
Vienā spolē inducētā EMF un citas spoles strāvas maiņas ātruma attiecība ir savstarpēja induktivitāte.
Apsveriet divas spoles L1 un L2, kā parādīts attēlā zemāk.
Divas spoles
Kad strāva L1 mainās laika gaitā, tad arī magnētiskais lauks mainās laika gaitā un maina magnētisko plūsmu, kas saistīta ar otro spoli L2. Šīs magnētiskās plūsmas maiņas dēļ pirmajā spolē L1 tiek inducēts EML.
Arī strāvas maiņas ātrums pirmajā spolē inducē EMF otrajā spolē. Tādējādi EML tiek inducēts abās spolēs L1 un L2.
Tas tiek dots kā
€ = M (dI1 / dt)
M = € / (dI1 / dt). … .. 1. vienādojums
Ja € = 1 volts un dI1 / dt = 1Amp, tad
M = 1 Henrijs
Arī
Strāvas maiņas ātrums vienā spolē rada magnētisko plūsmu pirmajā spolē un asociējas ar otro spoli. Tad no Faradeja elektromagnētiskās indukcijas likumiem (inducētais spriegums ir tieši proporcionāls piesaistītās magnētiskās plūsmas maiņas ātrumam) otrajā spolē inducētais EMF tiek dots kā
€ = M / (dI1 / dt) = d (MI1) / dt… .. 2. ekv
€ = N2 (dϕ12 / dt) = d (N2ϕ12) / dt… 3. ekvivalents
Vienādojot ekvivalentu 2 un 3
MI1 = N2ϕ12
M = (N2ϕ12) / I1 Henrijs
Kur M = savstarpējā induktivitāte
€ = savstarpējās induktivitātes EMF
N2 = pagriezienu skaits pirmajā spolē L1
I1 = strāva pirmajā spolē
ϕ12 = magnētiskā plūsma, kas savienota divās spolēs.
Savstarpējā induktivitāte starp abām spolēm ir atkarīga no otrās spoles vai blakus esošās spoles pagriezienu skaita un šķērsgriezuma laukuma
Attālums starp divām spolēm.
Pirmajā spolē ierosinātā EMF plūsmas maiņas ātruma dēļ tiek dota kā
E = -M12 (dI1 / dt)
Mīnusa zīme norāda uz pretestību strāvas maiņas ātrumam pirmajā spolē, kad tiek inducēts EML.
Divu tinumu savstarpējā induktivitāte
Divu ruļļu savstarpējo induktivitāti var palielināt, novietojot tos uz mīksta dzelzs serdeņa vai palielinot abu ruļļu pagriezienu skaitu. Vienības savienojums pastāv starp abām spolēm, kad tās ir cieši savītas uz mīksta dzelzs kodola. Plūsmas noplūde būtu maza.
Ja attālums starp abām spolēm ir mazs, tad pirmajā spolē radītā magnētiskā plūsma mijiedarbojas ar visiem otrās spoles pagriezieniem, kā rezultātā rodas liela EMF un savstarpēja induktivitāte.
Divu tinumu savstarpējā induktivitāte
Ja abas spoles atrodas tālāk un viena no otras atrodas dažādos leņķos, tad inducētā magnētiskā plūsma pirmajā spolē rada vāju vai mazu EMF otrajā spolē. Tādējādi arī savstarpējā induktivitāte būs maza.
Divas spoles prom viena no otras
Tādējādi tā vērtība galvenokārt ir atkarīga no divu ruļļu novietojuma un atstarpes uz mīksta dzelzs kodola. Apsveriet skaitli, kas parāda, ka abas spoles ir cieši savītas viena uz mīkstā dzelzs serdeņa augšdaļas.
Spoles ir cieši ievainotas
Strāvas maiņa pirmajā spolē rada magnētisko lauku un iziet magnētiskās līnijas caur otro spoli, ko izmanto savstarpējās induktivitātes aprēķināšanai.
Divu ruļļu savstarpējā induktivitāte tiek dota kā
M12 = (N2ϕ12) / I1
M21 = (N1ϕ21) / I2
Kur M12 = pirmās spoles savstarpējā induktivitāte pret otro spoli
M21 = otrās spoles savstarpējā induktivitāte pret dūri
N2 = otrās spoles pagriezieni
N1 = pirmās spoles pagriezieni
I1 = strāva, kas plūst ap pirmo spoli
I2 = strāva, kas plūst ap otro spoli.
Ja plūsma, kas saistīta ar L1 un L2, ir tāda pati kā strāva, kas plūst ap tām, tad pirmās spoles savstarpējo induktivitāti uz otro spoli norāda kā M21
Divu tinumu savstarpējo induktivitāti var definēt kā M12 = M21 = M
Tātad divas spoles galvenokārt ir atkarīgas no izmēra, pagriezieniem, stāvokļa un atstarpes starp abām spolēm.
Pirmās spoles pašinduktivitāte ir
L1 = (μ0.μr.N1divi.A) / L
Otro tinumu pašinduktivitāte ir
L2 = (μ0.μr.Ndivi.A) / L
Krustojiet divas iepriekš minētās formulas
Tad divu spirāļu savstarpējā induktivitāte, kas pastāv starp tām, tiek dota kā
Mdivi= L1. L2
M = √ (L1.L2) Henrijs
Iepriekš minētais vienādojums dod magnētisko plūsmu = 0
100% magnētiskā sakabe starp L1 un L2
Savienojuma koeficients
Magnētiskās plūsmas daļa, kas saistīta ar abām spolēm un kopējo magnētisko plūsmu starp spolēm, ir pazīstama kā savienojuma koeficients, un to apzīmē ar “k”. Savienojuma koeficients ir definēts kā atvērtās ķēdes attiecība pret faktisko sprieguma attiecību un magnētiskās plūsmas attiecību, kas iegūta abās spolēs. Tā kā vienas spoles magnētiskā plūsma savienojas ar citu spoli.
Savienojuma koeficients norāda induktivitāti. Ja koeficienta sakabe k = 1, tad abas spoles ir cieši savienotas kopā. Tātad visas vienas spoles magnētiskās plūsmas līnijas sagriež visus citas spoles pagriezienus. Tādējādi savstarpējā induktivitāte ir divu ruļļu induktivitātes vidējais ģeometriskais lielums.
Ja divu spoles induktivitātes ir vienādas (L1 = L2), tad abu spolu savstarpējā induktivitāte ir vienāda ar vienas spoles induktivitāti. Tas nozīmē,
M = √ (L1. L2) = L
kur L = vienas spoles induktivitāte.
Savienojuma koeficients starp spolēm
Savienojuma koeficientu starp spolēm var attēlot kā 0 un 1
Ja sakabes koeficients ir 1, tad starp spolēm nav induktīvas sakabes.
Ja sakabes koeficients ir 0, tad starp spolēm ir maksimālā vai pilnīgā induktīvā sakabe.
Induktīvo savienojumu attēlo 0 un 1, bet ne procentos.
Piemēram, ja k = 1, tad abas spoles ir lieliski savienotas
Ja k> 0,5, tad abas spoles ir cieši savienotas
Ja k<0.5, then the two coils are coupled loosely.
Lai atrastu koeficientu savienojuma koeficientu starp abām spolēm, jāpielieto šāds vienādojums:
K = M / √ (L1. L2)
M = k. √ (L1. L2)
Kur L1 = pirmās spoles induktivitāte
L2 = otrās spoles induktivitāte
M = savstarpējā induktivitāte
K = sakabes koeficients
Pieteikumi
The savstarpējas induktivitātes pielietošana ir,
- Transformators
- Elektromotori
- Ģeneratori
- Citas elektriskās ierīces, kas darbojas ar magnētisko lauku.
- Izmanto, lai aprēķinātu virpuļstrāvas
- Digitālā signāla apstrāde
Tādējādi tas ir viss pārskats par savstarpēju induktivitāti - definīcija, formula, mērvienība, atvasinājums, sakabes koeficients, koeficienta savienojums un pielietojums. Šeit ir jautājums jums: Kāds ir savstarpējās induktivitātes trūkums starp divām spolēm?
