1831-ben Michael Faraday elmagyarázta az elméletét elektromágneses indukció tudományosan. Az induktivitás kifejezés a vezető azon képessége, hogy szemben álljon a rajta átfolyó árammal és indukálja az emf-t. Faraday indukciós törvényei alapján elektromotoros erő (EMF) vagy feszültség indukálódik a karmester az áramkörön keresztüli mágneses tér változása miatt. Ezt a folyamatot elektromágneses indukciónak nevezik. Az indukált feszültség ellenzi az áram változásának sebességét. Ezt Lenz törvényének nevezik, és az indukált feszültséget visszahívják EMF-nek. Az induktivitás két típusra oszlik. Ők, öninduktivitás és kölcsönös induktivitás. Ez a cikk két tekercs vagy vezető kölcsönös induktivitásáról szól.
Mi a kölcsönös induktivitás?
Meghatározás: Két tekercs kölcsönös induktivitását úgy definiálják, hogy az egyik tekercsben lévő mágneses mező miatt indukált emf ellenáll egy másik tekercs áramának és feszültségének változásának. Ez azt jelenti, hogy a két tekercs mágnesesen kapcsolódik egymáshoz a változás következtében mágneses fényáram. Az egyik tekercs mágneses tere vagy fluxusa összekapcsolódik egy másik tekerccsel. Ezt M. jelöli.
Az egyik tekercsben áramló áram indukálja a másik tekercsben a feszültséget a mágneses fluxus változása miatt. A két tekercshez kapcsolt mágneses fluxus mennyisége egyenesen arányos a kölcsönös induktivitással és az áram változásával.
Kölcsönös induktivitáselmélet
Elmélete nagyon egyszerű és két vagy több tekercs használatával érthető meg. Joseph Henry amerikai tudós írta le a 18. században. Az áramkörben használt tekercs vagy vezető egyik tulajdonságának nevezik. A tulajdon induktivitás ha az egyik tekercsben az áram idővel változik, akkor az EMF egy másik tekercsben indukálódik.
Oliver Heaviside 1886-ban vezette be az induktivitás kifejezést. A kölcsönös induktivitás tulajdonsága sokak elektromos alkatrészek amelyek a mágneses mezővel futnak. Például a transzformátor a kölcsönös induktivitás alapvető példája.
A kölcsönös induktivitás fő hátránya, hogy az egyik tekercs induktivitásának szivárgása megszakíthatja egy másik tekercs működését elektromágneses indukcióval. A szivárgás csökkentése érdekében elektromos átvilágítás szükséges
Két tekercs elhelyezése az áramkörben határozza meg a kölcsönös induktivitás mértékét, amely kapcsolódik az egyikhez a másik tekercshez.
Kölcsönös induktivitási képlet
Két tekercs képlete a következő
M = (μ0.μr. N1. N2. A) / L
Ahol μ0 = a szabad tér permeabilitása = 4π10-két
μ = a lágy vasmag permeabilitása
N1 = az 1. tekercs fordulata
N2 = a 2. tekercs fordulata
A = keresztmetszeti terület m-benkét
L = a tekercs hossza méterben
A kölcsönös induktivitás mértékegysége
A kölcsönös induktivitás mértékegysége kg. mkét.s-két.NAK NEK-két
Az induktivitás mértéke egy volt feszültséget eredményez az 1 A / másodperc áramváltozási sebesség miatt.
A A kölcsönös induktivitás SI egysége az Henry. Joseph Henry amerikai tudóstól származik, aki két tekercs jelenségét magyarázta.
A kölcsönös induktivitás dimenziója
Ha két vagy több tekercs mágnesesen kapcsolódik össze ugyanazzal a mágneses fluxussal, akkor az egyik tekercsben kiváltott feszültség arányos a másik tekercs áramának változásával. Ezt a jelenséget kölcsönös induktivitásnak nevezik.
Tekintsük a két tekercs közötti teljes induktivitást L-nek, mivel M = √ (L1L2) = L
Ennek dimenziója meghatározható a potenciálkülönbség és az áram változásának aránya arányaként. Adva van
Mivel M = √L1L2 = L
L = € / (dI / dt)
Ahol € = indukált EMF = elvégzett munka / elektromos töltés az idő függvényében = M. Lkét. T-két/ IT = M.Lkét.T-3. én-1vagy € = M. L-két. T-3. A-1(Mivel I = A)
Az induktivitáshoz
ϕ = LI
L = ϕ / A = (B. Lkét) / NAK NEK
Ahol B = mágneses mező = (MLT-két) / LT-1AT = MT-kétNAK NEK-1
Mágneses fluxus ϕ = BLkét= MT-kétLkétNAK NEK-1
B és ϕ helyettesítő értéke meghaladja az L képletet
L = MT-kétLkét.NAK NEK-két
A kölcsönös induktivitás dimenzióját akkor adjuk meg, amikor L1 és L2 megegyezik
M = L / (T-kétLkét.NAK NEK-két)
M = LTkétLkét.NAK NEK-két
Származtatás
Kövesse a folyamatot a kölcsönös induktivitás levezetése .
Az egyik tekercsben indukált EMF és egy másik tekercsben az áram változásának sebessége kölcsönös induktivitás.
Tekintsük a két L1 és L2 tekercset az alábbi ábrán látható módon.
Két tekercs
Amikor az L1 áram az idővel változik, akkor a mágneses mező is változik az idővel, és megváltoztatja a második L2 tekercshez kapcsolt mágneses fluxust. Ennek a mágneses fluxusváltozásnak köszönhetõen EMF indukálódik az elsõ L1 tekercsben.
Az első tekercs áramváltozásának sebessége szintén indukálja az EMF-et a második tekercsben. Ezért az EMF a két L1 és L2 tekercsben indukálódik.
Ezt úgy adják meg
€ = M (dI1 / dt)
M = € / (dI1 / dt). … .. 1. egyenlet
Ha € = 1 volt és dI1 / dt = 1Amp, akkor
M = 1 Henry
Is,
Az egyik tekercsben az áram változásának sebessége előidézi az első tekercs mágneses fluxusát, és társul a második tekercshez. Ezután a Faraday elektromágneses indukciójának törvényeiből (az indukált feszültség egyenesen arányos a kapcsolt mágneses fluxus változásának sebességével) a második tekercsben az indukált EMF-et
€ = M / (dI1 / dt) = d (MI1) / dt… .. 2. egyenlet
€ = N2 (dϕ12 / dt) = d (N2ϕ12) / dt… 3. egyenérték
A 2. és 3. egyenlet egyenlőségével
MI1 = N212
M = (N2ϕ12) / 11 Henry
Ahol M = kölcsönös induktivitás
€ = kölcsönös induktivitás EMF
N2 = fordulatok száma az első L1 tekercsben
I1 = áram az első tekercsben
ϕ12 = két tekercsbe kapcsolt mágneses fluxus
A két tekercs közötti kölcsönös induktivitás függ a második tekercs vagy a szomszédos tekercs fordulatainak számától és a keresztmetszet területétől
Két tekercs közötti távolság.
Az első tekercsben a fluxus változásának sebessége miatt indukált EMF:
E = -M12 (dI1 / dt)
A mínusz jel azt jelzi, hogy ellenáll az első tekercs áramának változásának sebességével, amikor az EMF-et indukálják.
Két tekercs kölcsönös induktivitása
Két tekercs kölcsönös induktivitása növelhető egy puha vasmagra helyezéssel vagy a két tekercs fordulatszámának növelésével. Egységcsatolás létezik a két tekercs között, amikor szorosan fel vannak tekerve egy puha vasmagra. A fluxus szivárgása kicsi lenne.
Ha a két tekercs közötti távolság rövid, akkor az első tekercsben keletkező mágneses fluxus kölcsönhatásba lép a második tekercs összes fordulatával, ami nagy EMF-et és kölcsönös induktivitást eredményez.
Két tekercs kölcsönös induktivitása
Ha a két tekercs távolabb van egymástól, és különböző szögekben vannak egymástól, akkor az indukált mágneses fluxus az első tekercsben gyenge vagy kicsi EMF-et generál a második tekercsben. Ezért a kölcsönös induktivitás is kicsi lesz.
Két tekercs távol egymástól
Így ennek értéke főleg két tekercs elhelyezésétől és távolságától függ egy puha vasmagon. Tekintsük az ábrát, amely azt mutatja, hogy a két tekercs szorosan fel van tekerve a puha vasmag tetején.
A tekercsek szorosan meg vannak sebezve
Az első tekercs áramváltozása mágneses teret hoz létre, és a mágneses vonalakat áthaladja a második tekercsen, amelyet a kölcsönös induktivitás kiszámítására használnak.
Két tekercs kölcsönös induktivitása:
M12 = (N2ϕ12) / I1
M21 = (N1ϕ21) / I2
Ahol M12 = az első tekercs és a második tekercs kölcsönös induktivitása
M21 = a második tekercs kölcsönös induktivitása az ököltekercshez
N2 = a második tekercs fordulata
N1 = az első tekercs fordulata
I1 = az első tekercs körül áramló áram
I2 = a második tekercs körül áramló áram.
Ha az L1-hez és az L2-hez kapcsolódó fluxus megegyezik a körülöttük áramló árammal, akkor az első tekercs és a második tekercs kölcsönös induktivitását M21-nek adjuk meg
Két tekercs kölcsönös induktivitása M12 = M21 = M
Tehát két tekercs elsősorban a két tekercs méretétől, fordulatától, helyzetétől és távolságától függ.
Az első tekercs öninduktivitása az
L1 = (μ0.μr.N1két.A) / L
A második tekercsek öninduktivitása az
L2 = (μ0.μr.Nkét.A) / L
Keresztezze meg a fenti két képletet
Ezután két tekercs kölcsönös induktivitását, amely közöttük van, megadjuk
Mkét= L1. L2
M = √ (L1.L2) Henry
A fenti egyenlet mágneses fluxust ad = 0
100% mágneses összekapcsolás L1 és L2 között
Csatolási együttható
A két tekercshez kapcsolt mágneses fluxusnak a tekercsek közötti teljes mágneses fluxushoz viszonyított hányadát kapcsolási együtthatónak nevezzük, és ezt „k” -vel jelöljük. A kapcsolási együttható a nyitott áramkör és a tényleges feszültségarány aránya, valamint a mindkét tekercsben kapott mágneses fluxus aránya. Mivel az egyik tekercs mágneses fluxusa összekapcsolódik egy másik tekerccsel.
A kapcsolási együttható meghatározza az induktivitást. Ha a koefficiens kapcsolás k = 1, akkor a két tekercs szorosan összekapcsolódik. Tehát az egyik tekercs mágneses fluxusának minden vonala elvágja egy másik tekercs összes menetét. Ezért a kölcsönös induktivitás két tekercs egyedi induktivitásának geometriai átlaga.
Ha két tekercs induktivitása megegyezik (L1 = L2), akkor a két tekercs közötti kölcsönös induktivitás megegyezik egyetlen tekercs induktivitásával. Azt jelenti,
M = √ (L1. L2) = L
ahol L = egyetlen tekercs induktivitása.
Tekercsek közötti kapcsolási tényező
A tekercsek kapcsolási tényezője 0 és 1 alakban ábrázolható
Ha a kapcsolási tényező 1, akkor a tekercsek között nincs induktív kapcsolás.
Ha a kapcsolási tényező 0, akkor maximális vagy teljes induktív kapcsolás van a tekercsek között.
Az induktív csatolás 0-ban és 1-ben van ábrázolva, de nem százalékban.
Például, ha k = 1, akkor a két tekercs tökéletesen összekapcsolódik
Ha k> 0,5, akkor a két tekercs szorosan összekapcsolódik
Ha k<0.5, then the two coils are coupled loosely.
A két tekercs közötti együttható-kapcsolási tényező megtalálásához a következő egyenletet kell alkalmazni:
K = M / √ (L1. L2)
M = k. √ (L1. L2)
Ahol L1 = az első tekercs induktivitása
L2 = a második tekercs induktivitása
M = kölcsönös induktivitás
K = kapcsolási tényező
Alkalmazások
A a kölcsönös induktivitás alkalmazásai vannak,
- Transzformátor
- Elektromos motorok
- Generátorok
- Egyéb elektromos eszközök, amelyek mágneses mezővel működnek.
- Az örvényáramok kiszámításához használják
- Digitális jelfeldolgozás
Így erről van szó a kölcsönös induktivitás áttekintése - meghatározás, képlet, egység, levezetés, kapcsolási tényező, együttható-kapcsolás és alkalmazások. Itt van egy kérdés az Ön számára: Mi a két tekercs közötti kölcsönös induktivitás hátránya?
