Induktivnost

Kaj je induktivnost?

The induktivnost To je lastnost električnih tokokrogov, s katerimi se pojavi elektromotivna sila, zaradi prehoda električnega toka in variacije povezanega magnetnega polja. Ta elektromotivna sila lahko ustvari dva zelo različna pojava drug od drugega.

Prva je lastna induktivnost v tuljavi, drugi pa ustreza medsebojni induktivnosti, če je dve ali več tuljav skupaj med seboj. Ta pojav temelji na Faradayjevem zakonu, znanem tudi kot zakon o elektromagnetni indukciji, kar kaže, da je iz spremenljivega magnetnega polja izdelati električno polje.

Leta 1886 je fizik, matematik, električni inženir in angleški radiotegraf Oliver Heaviside dal prve znake o samoindukciji. Nato je ameriški fizik Joseph Henry prav tako prispeval pomembne prispevke o elektromagnetni indukciji; Zato ima enota za merjenje induktivnosti njegovo ime.

Prav tako je nemški fizik Heinrich Lenz postavil Lenzov zakon, v katerem je navedena smer inducirane elektromocijske sile. Po Lenzovem mnenju je ta sila, ki jo povzroči napetostna razlika, ki se uporablja za gonilnik, v nasprotni smeri do smer toka, ki kroži skozi to.

Induktivnost je del impedance vezja; to pomeni, da njegov obstoj pomeni nekaj odpornosti na obtok toka.

Matematične formule

Induktivnost je običajno predstavljena s črko "L" v čast prispevkov fizika Heinricha Lenza na to temo. 

Matematično modeliranje fizikalnega pojava vključuje električne spremenljivke, kot so magnetni tok, potencialna razlika in električni tok študijskega vezja.

Formula za intenzivnost toka

Matematično je formula magnetne induktivnosti opredeljena kot razmerje med magnetnim tokom v elementu (vezje, električna tuljava, spiralo itd.) in električni tok, ki kroži skozi element.

V tej formuli:

• L: Induktivnost [H].
• Φ: magnetni tok [WB].
• I: Intenzivnost električnega toka [a].
• N: Število vijugastih tuljav [brez enote].

Magnetni tok, ki ga omenjamo v tej formuli, je pretok, ki nastane le zaradi obtoka električnega toka.

Da bi bil ta izraz veljaven, drugih elektromagnetnih tokov, ki jih ustvarjajo zunanji dejavniki, kot so magneti ali elektromagnetni valovi zunaj študijskega vezja.

Vrednost induktivnosti je obratno sorazmerna z intenzivnostjo toka. To pomeni, da večja kot je induktivnost, nižja je toka skozi vezje in obratno.

Velikost induktivnosti je neposredno sorazmerna s številom zavojev (ali zavojev), ki ustrezajo tuljavi. Več spirale ima induktor, večja je vrednost njegove induktivnosti.

Ta lastnost se razlikuje tudi glede na fizikalne lastnosti prevodne niti, ki tvori tuljavo, pa tudi dolžine tega.

Formula za inducirano napetost

Magnetni tok, povezan s tuljavo ali gonilnikom, je težka spremenljivka za merjenje. Vendar je izvedljivo pridobiti diferenciacijo električnega potenciala, ki jo povzročajo spremembe omenjenega toka.

Vam lahko služi: besedni elementi

Ta zadnja spremenljivka ni nič drugega kot električna napetost, ki je merljiva spremenljivka prek običajnih instrumentov, kot sta voltmeter ali multimeter. Tako je matematični izraz, ki definira napetost v induktorskih terminalih, naslednji:

V tem izrazu:

• V_L: Potencialna razlika v induktorju [v].
• L: Induktivnost [H].
• ∆I: trenutni diferencial [i].
• ∆T: Časovni diferencialni [s].

Če gre za eno samo tuljavo, potem V_L To je samostojna napetost induktorja. Polarnost te napetosti bo odvisna od tega, ali se velikost toka poveča (pozitiven znak) ali se zmanjša (negativni znak) s kroženjem iz enega pola na drugega.

Nazadnje, pri čiščenju induktivnosti prejšnjega matematičnega izraza je naslednje:

Obseg induktivnosti je mogoče dobiti z deljenjem vrednosti samo -inducirane napetosti z diferencialom toka glede na čas.

Formula za značilnosti induktorja

Inductor Proizvodnja in geometrija igrata temeljno vlogo pri vrednosti induktivnosti. Torej poleg intenzivnosti toka obstajajo tudi drugi dejavniki, ki vplivajo.

Formula, ki opisuje vrednost induktivnosti, ki temelji na fizikalnih lastnostih sistema, je naslednja:

V tej formuli:

• L: Induktivnost [H].
• N: Število podpisov tuljave [brez enotnosti].
• µ: Magnetna prepustnost materiala [WB/A · M].
• S: Površina preseka jedra [m²].
• L: Dolžina pretoka [m].

Obseg induktivnosti je neposredno sorazmerna s kvadratom števila zavojev, na območje prereza tuljave in magnetno prepustnost materiala.

Magnetna prepustnost je last, ki jo mora material privabiti magnetna polja in jih prečkati. Vsak material ima drugačno magnetno prepustnost.

Induktivnost je obratno sorazmerna z dolžino tuljave. Če je induktor zelo dolg, bo vrednost induktivnosti nižja.

Merilna enota

V mednarodnem sistemu (SI) je enotnost induktivnosti Henrio v čast ameriškega fizika Josepha Henryja.

Glede na formulo za določitev induktivnosti, odvisno od magnetnega toka in intenzivnosti toka, mora:

Po drugi strani pa, če določimo merilne enote, ki sestavljajo Henrio na podlagi induktivne formule, ki temelji na inducirani napetosti, imamo:

Omeniti velja, da sta v merilni enoti oba izraza popolnoma enakovredna. Najpogostejše velikosti induktivnosti so običajno izražene v milihenrios (MH) in mikrohenrijih (μH).

Samo -indukcijo

Samoindukcija je pojav, ki se pojavi, ko električni tok kroži skozi tuljavo in to sproži lastno elektromocijsko silo v sistemu.

Vam lahko služi: spiralni model: zgodovina, značilnosti, etape, primer

Ta elektromotivna sila se imenuje inducirana napetost ali napetost in nastane kot posledica prisotnosti spremenljivega magnetnega toka.

Elektromotivna sila je sorazmerna s hitrostjo variacije toka, ki kroži skozi tuljavo. Ta nova diferencialna napetostna diferencial povzroči obtok novega električnega toka, ki gre v nasprotni smeri do primarnega toka vezja.

Selfu induktivnost se pojavi kot posledica vpliva, ki ga sklop izvaja na sebi, zaradi prisotnosti spremenljivih magnetnih polj.

Merilna enota za samoinduktivnost je tudi Henrio [H] in je v literaturi običajno predstavljena s črko L.

Ustrezni vidiki

Pomembno je razlikovati, kje se pojavi vsak pojav: časovna variacija magnetnega toka se pojavi na odprti površini; to je okoli tuljave, ki vas zanima.

Po drugi strani je inducirana elektromotivna sila v sistemu potencialna razlika v zaprti zanki, ki razmejijo odprto površino vezja.

Magnetni tok, ki prečka vsak delček tuljave, je neposredno sorazmeren intenzivnosti toka, ki ga povzroča.

Ta dejavnik sorazmernosti med magnetnim tokom in intenzivnostjo toka je tisto, kar je znano kot koeficient samo -indukcije ali kar je enako, samo -indukcijo vezja.

Glede na sorazmernost med obema dejavnikoma, če se intenzivnost toka razlikuje glede na čas, bo imel magnetni tok podobno vedenje.

Tako vezje predstavlja spremembo lastnih trenutnih sprememb in ta sprememba se bo povečala do te mere, da se intenzivnost toka znatno razlikuje.

Samoinduktivnost je mogoče razumeti kot nekakšno elektromagnetno vztrajnost, njegova vrednost pa bo odvisna od sistemske geometrije, pod pogojem, da je sorazmernost med magnetnim tokom in intenzivnostjo toka izpolnjena.

Medsebojna induktivnost

Medsebojna induktivnost izhaja iz indukcije elektromotivne sile v tuljavi (tuljava št. 2) zaradi kroženja električnega toka v bližnji tuljavi (tuljava št. 1).

Zato je medsebojna induktivnost opredeljena kot faktor razmerja med elektromotivno silo, ustvarjeno v tuljavi št. 2, in trenutnimi nihanjem tuljave št.

Enota za merjenje medsebojne induktivnosti je Henrio [H] in je predstavljena v literaturi s črko M. Tako je medsebojna induktivnost ena, ki se pojavlja med dvema tuljavama, skupaj med seboj, saj trenutni obtok skozi tuljavo povzroči napetost v terminalih drugega.

Indukcijski pojav elektromotivne sile v sklopljeni tuljavi temelji na Faradayjevem zakonu.

V skladu s tem zakonom je inducirana napetost v sistemu sorazmerna s hitrostjo spreminjanja magnetnega toka.

Vam lahko služi: tehnične kreacije

Polarnost inducirane elektromotorne sile je dana z Lenzovim zakonom, v skladu s katero bo ta elektromotivna sila nasprotovala obtoku toka, ki ga proizvaja.

Medsebojna induktivnost FEM

Inducirana elektromotorna sila v tuljavi št. 2 je podana z naslednjim matematičnim izrazom:

V tem izrazu:

• FEM: Elektromotivna sila [V].
• M₁₂: Medsebojna induktivnost med tuljavo št. 1 in tuljavo št. 2 [h].
• ∆i₁: Trenutna sprememba tuljave št. 1 [a].
• ∆T: začasna variacija [s].

Tako je s čiščenjem medsebojne induktivnosti prejšnjega matematičnega izražanja naslednje:

Najbolj običajna uporaba medsebojne induktivnosti je transformator.

Medsebojna induktivnost z magnetnim tokom

Po drugi strani je tudi izvedljivo.

V tem izrazu:

• M₁₂: Medsebojna induktivnost med tuljavo št. 1 in tuljavo št. 2 [h].
• Φ₁₂: Magnetni tok med tuljavami št. 1 in št. 2 [WB].
• Yo₁: Intenzivnost električnega toka skozi tuljavo št. 1 [a].

Pri ocenjevanju magnetnih tokov vsake tuljave je vsaka od njih sorazmerna z medsebojno induktivnostjo in tokom te tuljave. Nato je magnetni tok, povezan s tuljavo št. 1, podan z naslednjo enačbo:

Podobno bo magnetni tok, ki je značilen za drugo tuljavo, dobljen iz spodnje formule:

Enakost medsebojnih induktivnosti

Vrednost medsebojne induktivnosti bo odvisna tudi od geometrije sklopljenih tuljav, zaradi razmerja, sorazmernega do magnetnega polja, ki prečka prečne odseke povezanih elementov.

Če geometrija sklopke ostane konstantna, bo medsebojna induktivnost ostala tudi brez variacije. Posledično bo variacija elektromagnetnega toka odvisna le od intenzivnosti toka.

Glede na načelo vzajemnosti medijev s konstantnimi fizikalnimi lastnostmi so medsebojne induktivnosti enake med seboj, kot je podrobno opisano v naslednji enačbi:

To pomeni, da je induktivnost tuljave št. 1 glede na tuljavo št. 2 enaka induktivnosti tuljave št. 2 glede na tuljavo št. 1.

Prijave

MRI.

Trenutni obtok skozi primarno navijanje transformatorja povzroči elektromotivno silo v sekundarnem navijanju, ki posledično pomeni obtok električnega toka.

Razmerje transformacije naprave je podano s številom obratov vsakega navijanja, kar je mogoče določiti sekundarno napetost transformatorja.

Produkt napetosti in električnega toka (torej moči) ostaja konstanten, razen nekaterih tehničnih izgub zaradi lastne neučinkovitosti postopka.