İnduktorlar haqqında ümumi məlumat. Solenoid endüktansı
Təlimatlar
Endüktans termininin tərifinə əsaslanaraq, bu dəyərin necə hesablanacağını təxmin etmək çətin deyil. Solenoidin endüktansının hesablanması üçün ən sadə düstur belə görünür: L = Ф/I, burada L dövrənin endüktansı, Ф bobini əhatə edən maqnit axınıdır. maqnit sahəsi, I bobindəki cari gücdür. Bu düstur endüktans vahidini təyin edir: 1 Weber / 1 Amper = 1 Henri və ya qısacası 1 Wb / 1 A = 1 H.
Nümunə 1. Bobindən 2 A cərəyan keçir və onun ətrafında maqnit axını 0,012 Wb olan bir maqnit sahəsi yaranmışdır. Bu bobinin endüktansını təyin edin. Həlli: L= 0,012 Wb / 2 A = 0,006 H = 6 mH.
Dövrənin endüktansı (L) bobinin ölçüsü və formasından, cərəyan keçiricinin yerləşdiyi mühitin maqnit xüsusiyyətlərindən asılıdır. Buna əsasən, uzun bobinin (solenoid) endüktansı Şəkil 1-də göstərilən düsturla müəyyən edilə bilər, burada µ0 -7 güc H/m-ə 12,6 * (10) bərabər olan maqnit sabitidir; µ - cərəyan keçirən bobinin yerləşdiyi mühitin nisbi maqnit keçiriciliyi (cədvəl dəyəri fiziki arayış kitablarında göstərilmişdir); N rulondakı döngələrin sayı, lcat bobin uzunluğu, S bir döngənin sahəsidir.
Nümunə 2. Aşağıdakı xarakteristikaya malik bobin enduktivliyini tapın: uzunluq – 0,02 m, sarğı sahəsi – 0,02 kv.m, döngələrin sayı = 200. Həlli: Solenoidin yerləşdiyi mühit göstərilməyibsə, onda hava default olaraq alınır, havanın maqnit keçiriciliyi birliyə bərabərdir. Buna görə L = 12.6*(10) -7-ci gücə *1*(40000/0.02)*0.02=50.4*(10) -3-cü gücə Gn = 50.4 mH.
Siz həmçinin cərəyanın maqnit sahəsinin enerjisi üçün formula əsasında solenoidin maqnit induksiyasını hesablaya bilərsiniz (bax Şəkil 2). Bu göstərir ki, induksiya sahə enerjisini və bobindəki cərəyan gücünü bilməklə hesablana bilər: L = 2W/(I) kvadrat.
Nümunə 3. 1 A cərəyanının axdığı sarğı öz ətrafında enerjisi 5 J olan maqnit sahəsi yaradır.Belə sarğının induktivliyini təyin edin. Həlli: L = 2* 5/1 = 10 Gn.
İndüktör axan zaman maqnit enerjisi toplamağa qadirdir elektrik cərəyanı. Onun əsas xüsusiyyəti onun olmasıdır endüktans L hərfi ilə işarələnən və Henri (H) ilə ölçülür. Endüktans rulonlar xüsusiyyətlərindən asılıdır.
Sizə lazım olacaq
- rulon materialı və onun həndəsi parametrləri
Təlimatlar
Endüktans rulonlar
xətti ölçülərə mütənasibdir rulonlar, nüvənin maqnit keçiriciliyi və dolama növbələrinin sayının kvadratı. Endüktans rulonlar
, toroidal nüvəyə sarılmış, bərabərdir: L = ?0*?r*s*(N^2)/l. Bu düsturda?0, təqribən 1,26*(10^-6) H/m-ə bərabər olan maqnit sabitliyidir, ?r – nüvə materialının tezliyindən asılı olan nisbi maqnit keçiriciliyidir), s – xaçdır. -nüvənin bölmə sahəsi, l nüvənin orta xəttinin uzunluğu, N - növbələrin sayı rulonlar.
Materialın nisbi maqnit keçiriciliyi, həmçinin növbələrin sayı N, ölçüsüz kəmiyyətlərdir.
Beləliklə, endüktans rulonlar kəsik sahəsi nə qədər böyükdürsə, bir o qədər böyükdür. Bu vəziyyət bobin içərisindəki eyni cərəyanda maqnit axını artırır. Endüktans rulonlar µH-də induktivlik də düsturla hesablana bilər: L = L0*(N^2)*D*(10^-3). Burada N növbələrin sayı, D diametridir rulonlar santimetrlə. L0 əmsalı uzunluq nisbətindən asılıdır rulonlar onun diametrinə. Tək qat üçün rulonlar bərabərdir: L0 = 1/(0,1*((l/D)+0,45)).
Zəncirdədirsə rulonlar sıra ilə bağlıdır, sonra onların ümumi endüktans
Əgər rulonlar paralel bağlanır, sonra ümumidir endüktans bərabərdir: L = 1/((1/L1)+(1/L2)+...+(1/Ln))
Qeyd
İndüktörlərin və boğucuların xüsusiyyətlərini xarakterizə edən əsas parametr endüktansdır. Bobinin endüktansı onun ölçüsü və formasından, növbələrin sayından və mühitin maqnit keçiriciliyindən asılıdır. . Bobindəki enerji itkisini xarakterizə edir və onun induktiv reaksiyasının aktiv müqavimətə nisbəti ilə müəyyən edilir.
Fiziki təbiət endüktans. İndüktörler birbaşa cərəyana az müqavimətlə dəyişən cərəyana reaksiya təmin etmək xüsusiyyətinə malikdir. Kondansatörlərlə birlikdə onlar elektrik siqnallarının tezlik seçimini yerinə yetirən filtrlər yaratmaq, həmçinin siqnal gecikdirmə elementləri və saxlama elementlərini yaratmaq üçün istifadə olunur...
Mənbələr:
- İnduktor
Elektrik cərəyanı axan zaman induktor maqnit enerjisini saxlaya bilər. Bobinin əsas parametri onundur endüktans
Sizə lazım olacaq
- İnduktor və onun parametrləri
Təlimatlar
Qısa keçiricinin endüktansı düsturla müəyyən edilir: L = 2l(ln(4l/d)-1)*(10^-3), burada l telin uzunluğu santimetrlə, d isə diametridir. tel santimetrdə. Tel çərçivənin ətrafına sarılırsa, bu struktur bir induktor meydana gətirir. Maqnit axını cəmləşir və endüktans artır.
Bobinin endüktansı bobinin xətti ölçülərinə, nüvənin maqnit keçiriciliyinə və sarım növbələrinin sayının kvadratına mütənasibdir. Toroidal nüvəyə sarılmış bir bobin induktivliyi bərabərdir: L = ?0*?r*s*(N^2)/l. Bu düsturda ?0 maqnit sabitliyi, ?r nüvə materialının tezliyindən asılı olan nisbi maqnit keçiriciliyi, s nüvənin kəsişmə sahəsi, l mərkəzi xəttin uzunluğudur. nüvənin, N rulonun növbələrinin sayıdır.
İnduktorun μH-də induktivliyi də düsturla hesablana bilər: L = L0*(N^2)*D*(10^-3). Burada N - döngələrin sayı, D - bobinin santimetrlə diametri. L0 əmsalı rulonun uzunluğunun diametrinə nisbətindən asılıdır. Bir qatlı rulon üçün bu bərabərdir: L0 = 1/(0,1*((l/D)+0,45)).
Bir dövrədəki rulonlar ardıcıl olaraq bağlanırsa, onda ümumidir endüktans bütün rulonların endüktanslarının cəminə bərabərdir: L = (L1+L2+...+Ln)
Bobinlər paralel bağlanırsa, onların ümumi endüktans bərabərdir: L = 1/((1/L1)+(1/L2)+...+(1/Ln)).
Üçün endüktansın hesablanması üçün düsturlar müxtəlif sxemlər induktorların əlaqələri rezistorların eyni əlaqəsi ilə müqaviməti hesablamaq üçün düsturlara bənzəyir.
Bir induktor elektrik cərəyanı axdığı zaman maqnit enerjisini saxlamağa qadirdir. Bobinin əsas parametri onundur endüktans. Endüktans Henry (H) ilə ölçülür və L hərfi ilə təyin olunur.
Sizə lazım olacaq
- İnduktor parametrləri
Təlimatlar
Qısa keçiricinin endüktansı düsturla müəyyən edilir: L = 2l(ln(4l/d)-1)*(10^-3), burada l telin uzunluğu santimetrlə, d isə diametridir. tel santimetrdə. Tel çərçivənin ətrafına sarılırsa, endüktans sarğısı meydana gəlir. Maqnit axını cəmlənir və nəticədə endüktans artır.
Bobinin endüktansı bobinin xətti ölçülərinə, nüvənin maqnit keçiriciliyinə və sarım növbələrinin sayının kvadratına mütənasibdir. Toroidal nüvəyə sarılmış bir bobinin endüktansı bərabərdir: L = μ0*μr*s*(N^2)/l. Bu düsturda μ0 maqnit sabitliyi, μr tezliyə görə əsas materialın nisbi maqnit keçiriciliyidir), s nüvənin en kəsiyi sahəsi, l nüvənin mərkəzi xəttinin uzunluğudur. nüvə, N bobinin növbələrinin sayıdır.
Endüktansmaqnit sahəsinin enerjisinin saxlandığı elektrik dövrəsinin ideallaşdırılmış elementidir. Elektrik sahəsinin enerjisinin saxlanması və ya elektrik enerjisinin digər enerji növlərinə çevrilməsi yoxdur.
İdeallaşdırılmış elementə - endüktansa ən yaxın olanı elektrik dövrəsinin həqiqi elementidir - .
İnduktivlikdən fərqli olaraq, induktiv rulon həm də elektrik sahəsinin enerjisini saxlayır və elektrik enerjisini digər enerji növlərinə, xüsusən də istilik enerjisinə çevirir.
Kəmiyyət baxımından elektrik dövrəsinin real və ideallaşdırılmış elementlərinin maqnit sahəsinin enerjisini saxlamaq qabiliyyəti induktivlik adlanan parametrlə xarakterizə olunur.
Beləliklə, “induktivlik” termini elektrik dövrəsinin ideallaşdırılmış elementinin adı kimi, bu elementin xassələrini kəmiyyətcə xarakterizə edən parametrin adı və induktiv bobinin əsas parametrinin adı kimi istifadə olunur.
düyü. 1. İnduktivliyin simvolik qrafik təyinatı
İnduktiv rulondakı gərginlik və cərəyan arasındakı əlaqə ilə müəyyən edilir, bundan belə nəticə çıxır ki, induktiv rulona daxil olan maqnit axını dəyişdikdə, onun içindəki axın əlaqəsinin dəyişmə sürətinə mütənasib olaraq bir elektromotor qüvvəsi e induksiya olunur. bobin ψ və elə yönəldilmişdir ki, onun yaratdığı cərəyan maqnit axınının dəyişməsinin qarşısını almağa çalışır:
e = - d ψ /dt
Bobinin axın əlaqəsi onun ayrı-ayrı növbələrinə nüfuz edən maqnit axınlarının cəbri cəminə bərabərdir:
burada N bobinin növbələrinin sayıdır.
SI vahidlərində maqnit axını və axının əlaqəsi Webers (Wb) ilə ifadə edilir.
Nüfuz edən maqnit axını Frulonun növbələrinin hər biri, içərisində ümumi hal iki komponentdən ibarət ola bilər: özünüinduksiyanın maqnit axını Fsi və xarici sahələrin maqnit axını Fvp: F - Fsi + Fvp.
Birinci komponent bobindən keçən cərəyanın yaratdığı maqnit axınıdır, ikincisi maqnit sahələri ilə müəyyən edilir, onların mövcudluğu bobin cərəyanı ilə əlaqəli deyil - Yerin maqnit sahəsi, digər rulonların maqnit sahələri və s. Əgər maqnit axınının ikinci komponenti digər bobinin maqnit sahəsinin təsiri ilə yaranırsa, o zaman qarşılıqlı maqnit axını adlanır.
Bobin ψ axınının əlaqəsi, eləcə də maqnit axını F, iki komponentin cəmi kimi təqdim edilə bilər: öz-induksiyanın axını əlaqəsi ψsi və xarici sahələrin axını əlaqəsi ψ vp.
ψ= ψsi + ψ vp
İnduktiv rulonda induksiya olunan EMF e, öz növbəsində, özünü induksiyanın maqnit axınının dəyişməsi nəticəsində yaranan özünü induksiya EMF və maqnitdəki dəyişiklik nəticəsində yaranan EMF-nin cəmi kimi təqdim edilə bilər. Bobin xaricində sahələrin axını:
e = e si + e ch,
burada esi özünüinduksiyanın EMF, evp xarici sahələrin EMF-dir.
İnduktiv sarğacdan kənar sahələrin maqnit axınları sıfıra bərabərdirsə və bobin yalnız öz-induksiya axını ilə nüfuz edirsə, onda yalnız .
Öz-özünə induksiya axınının əlaqəsi bobindən keçən cərəyandan asılıdır. İnduktiv bobinin Weber-amper xarakteristikası adlanan bu asılılıq ümumiyyətlə qeyri-xəttidir (şəkil 2, əyri 1).
Müəyyən bir vəziyyətdə, məsələn, maqnit nüvəsi olmayan bir rulon üçün bu asılılıq xətti ola bilər (şəkil 2, əyri 2).
düyü. 2. İnduktiv rulonun Weber-amper xarakteristikası: 1 - qeyri-xətti, 2 - xətti.
SI vahidlərində endüktans henry (H) ilə ifadə edilir.
Dövrələri təhlil edərkən, adətən bobində induksiya olunan EMF-nin dəyərini deyil, müsbət istiqaməti cərəyanın müsbət istiqaməti ilə üst-üstə düşmək üçün seçilən terminallarındakı gərginliyi nəzərə alırlar:
Elektrik dövrəsinin ideallaşdırılmış elementi, endüktans, bobinin maqnit sahəsinin enerjisini saxlamaq qabiliyyətini əks etdirən induktiv bobinin sadələşdirilmiş modeli kimi qəbul edilə bilər..
Xətti endüktans üçün onun terminallarındakı gərginlik cərəyanın dəyişmə sürəti ilə mütənasibdir. Birbaşa cərəyan endüktansdan keçdikdə, terminallarındakı gərginlik sıfırdır, buna görə də endüktansın birbaşa cərəyana müqaviməti sıfırdır.
Bir növbə ilə cərəyanın axmasına icazə verin I. Bobinlə örtülmüş kəsikdən bir maqnit axını var Φ 1, bu cərəyana mütənasibdir.
Onların arasında mütənasiblik faktoru L və endüktans adlanır: $$ L = \Phi_1/I $$
Bir rulon üçün N növbələr, ümumi maqnit axını fərdi növbələrin axınlarının cəmi olacaqdır. Bu ümumi kəmiyyət flux linkage $$ \Psi=\sum\limits_(k=1)^(N) \Phi_k $$ adlanır və həm də cərəyanla mütənasibdir. Buna görə də, bu halda: $$ \boxed( L=\Psi/I) $$
✔ Bobinin endüktansı axın əlaqəsi ilə ondan keçən cərəyan arasında mütənasiblik əmsalıdır.
Özbaşına dolaşıq tel topunda dönmələri və səthləri müəyyən etmək mümkün deyil. Buna görə də, endüktansın ən ümumi tərifi keçiricinin yaratdığı maqnit sahəsinin enerjisidir $$W=(LI^2\over 2)$$
$$\boxed(L= (1\over (\mu_0 I^2) ) \int\limits_V (B^2 \over \mu)dV))$$
✔ İnduktivlik cərəyan keçiricinin onu əhatə edən maqnit sahəsində enerji toplamaq qabiliyyətinin ölçüsüdür. Sahənin ikiqat enerjisinin axan cərəyanın kvadratına nisbətinə bərabərdir.
Praktik olaraq vacib hallarda endüktansı necə hesablamaq olar?
Üç hal ən vacibdir: toroidal rulon, tək qatlı rulon, tək keçirici (quraşdırma endüktansının qiymətləndirilməsi üçün).
Toroid endüktansı.
Uyğun olaraq hesablanır ümumi formula: $$ \qutulu( L=((\mu \mu_0 S) \(l_a))n^2)$$
Harada S- maqnit dövrəsinin kəsiyi, l a- maqnit xəttinin orta uzunluğu, μ 0 = 4π⋅10 -7- maqnit sabiti, μ
- materialın keçiriciliyi, n- döngələrin sayı.
Düzbucaqlı kəsikli ferrit halqası üçün uzunluq və sahə xarici diametr D, daxili diametr d və hündürlük h ilə hesablanır:
$$ l_a=(\pi \2-dən çox) (D+d) $$ , $$ S= (h \2-dən çox) (D-d) $$ , $$ L=( (\mu_0 \mu (D-d) h ) \over ((D+d)))n^2 $$
Bu düsturu mühəndislik formasına gətirmək rahatdır: $$ L = A_L \, n^2 $$ , $$ n = \sqrt(L/A_L) $$
Bütün bu əlaqələr sadə wxMaxima skriptində yazıla bilər
Skriptə baxın
Mu_0:4*%pi*1e-7 $
// D - xarici, d - daxili diametrlər, h - üzük hündürlüyü [m]
Mu: 3000$
D:20e-3$
d:12e-3$
h:6e-3$
n:10$
// Hesablama düsturu[Si], L - Gn
S:h*(D-d)/2 $
la:%pi*(D+d)/2 $
L=mu*mu_0*n*n*S/la;
L=1,8*10^-4
Böyüklük A L ferrit halqaların bəzi növləri üçün cədvəl 1-də verilmişdir.
Bir qat bobinin endüktansı.
Wheeler düsturu (1928) ilə hesablanmışdır: $$ \boxed( L=(0,01D \over l/D+0,44) n^2)$$ D- diametri sm, - l dolama uzunluğu sm, L- µH ilə endüktans.
İzolyasiya olunmuş keçiricilərin induktivliyi.
Düz naqil uzunluğunun H ilə endüktansı l və radius r m ilə: $$ \qutulu (L \təqribən (\mu_0l \2 \pi-dən çox) \left(ln \left((2l \overr)\sağ)-0,75 \sağ) ) $$
Şerit xətti uzunluğunun H-də endüktans l eni w m ilə: $$ \qutulu (L \təxminən (\mu_0 l \pi üzərində) \left(ln \left((2l \over w) \sağ)+0,5 \sağ)) $$
Zirehli nüvədə bobinin endüktansı.
S maqnit dövrəsinin bölmələri və $$ la $$ maqnit xəttinin orta uzunluqları QOST 19197-73-də verilmiş ümumi düsturla hesablanır. Amma nəzərə almaq lazımdır ki, effektiv maqnit keçiriciliyi stəkanlar arasında $$ l_b $$ hava boşluğunun qalınlığından çox asılıdır. Məsələn, maqnit keçiriciliyi 1500 olan, 0,1 mm boşluqlu B9 kuboku üçün effektiv keçiricilik və endüktans demək olar ki, böyüklükdə azalır.
Boşluğu nəzərə alaraq, zirehli nüvədəki bobinin endüktansı:
$$ \qutulu(L = ((\mu_0 \, \mu) \over( 1+\mu \cdot \l_b /l_a))((S n^2) \over(l_a))) $$
Bütün kəmiyyətlərin SI-də verildiyi yerdə; en kəsiklər və uzunluqlar Cədvəl 2-də göstərilmişdir.
| Ölçü | Orta maqnit xətti uzunluğu la, santimetr | Maqnit nüvənin kəsişməsi S, sm 2 |
| B6 | 1,04 | 0,07 |
| B9 | 1,26 | 0,11 |
| B11 | 1,54 | 0,18 |
| B14 | 1,89 | 0,28 |
| B18 | 2,49 | 0,48 |
| B22 | 3,04 | 0,69 |
| B26 | 3,6 | 1,01 |
| B30 | 4,44 | 1,38 |
| B36 | 5,4 | 2,2 |
| B42 | 6,17 | 2,48 |
| B48 | 6,92 | 3,74 |
Hesablamalar üçün düsturları necə əldə etmək olar?
Bu, elektromaqnit sahəsi tənliklərinin analitik və ya ədədi həllini əhatə edən mürəkkəb bir problemdir. Ancaq bəzi hallarda, məsələn, toroidal rulon üçün nisbətən sadə bir hesablama mümkündür.
$$l$$ ixtiyari kontur üçün $$\vec(H)$$ maqnit sahəsinin gücü vektorunun sirkulyasiyası haqqında teorem doğrudur.
$$\oint \vec(H) \vec(dl)= \sum (i_k) $$ (1)
Cərəyanın əlamətləri düzgün gimlet qaydası ilə $$\vec(dl)$$ konturunun keçmə istiqaməti ilə bağlıdır. Deyək ki, sahə vektoru gimletin ucu boyunca yönəldilmişdir.
Əgər cərəyan onun ətrafında saat əqrəbi istiqamətində hərəkət edərsə (kimi mən 1şək. 1-də) onda müsbət, əks halda mənfi olur (kimi mən 2).
Maqnit keçiriciliyi olan toroidal maqnit dövrəsi olsun µ
və bunun üzərində, bir sıra, n növbələrin sayı və axan cərəyan ilə izolyasiya edilmiş telin bir sarğı sıx şəkildə sarılır. I. Bu şərtlərdə maqnit dövrəsindəki sahə vahid hesab edilə bilər və düstur (1)
sadəcə olaraq belə yazılmışdır:
$$ H \cdot l_a = n \cdot I $$ (2)
Harada l a toroidin orta çevrəsidir. Elektrik mühəndisliyindən məlumdur ki, sargının endüktansı L onun $$X_L$$ reaktivliyi ilə aşağıdakı kimi bağlıdır.
$$ L= ((X_L) \ üzərində (\omeqa)) $$ (3)
$$ X_L=(( U_m )\(I_m) üzərində) $$ (4)
Im sinusoidal cərəyanın amplitudası olduğu yerdə, Um onun gərginliyinin amplitudasıdır. Bu miqdarları necə tapmaq olar?
Im (2) düsturu ilə dərhal müəyyən edilir:
$$ I_m=((H_m l_a) \over (n))=((B_m l_a) \over ( \mu \mu_0 n )) $$ (5)
Burada $$ \mu_0=4\pi \cdot 10^(-7) $$ fiziki sabitdir.
Gərginlik amplitüdünü tapmaq üçün Faradeyin elektromaqnit induksiya qanununu xatırlamaq lazımdır:
$$ \mathcal(E) = -n( (d \Phi) \over ( dt) )) $$
$$ \Phi=BS $$ vahid sahənin maqnit axını olduğu halda, $$ B=B_m exp(-j \omega t) $$ $$ dairəvi tezlikli sinusoidal qanuna görə dəyişən maqnit induksiyasıdır. \omega $$.
Beləliklə, rulondakı gərginlik amplitudası:
$$ U_m=- \mathcal(E)_m= \omega n B_m S $$ (6)
L-ni tapmaq qalır. (5) və (6) düsturlarını (4)-ə əvəz edib nəticəni dairəvi tezliyə bölsək, əldə edirik:
$$\qutulu ( L=((\mu \mu_0 S n^2) \ üzərində (l_a))) $$ (7)
Bu düsturdakı bütün kəmiyyətlər SI sistemində ifadə olunur: endüktans - H, uzunluq - m və sahə m 2.
Maqnit axınının yayılması səbəbindən həqiqi endüktans həmişə (7) düsturuna görə daha azdır.
Hesablama proqramları
Təbii ki, nə vaxt müasir səviyyə Kompüter texnologiyasında düsturlardan istifadə edərək hesablama öyrənmə və təlim üçün daha mənalıdır. Mürəkkəb mühəndislik hesablamaları üçün artıq həftələrlə elektrodinamika dərsliklərini öyrənməyə və ya nadir istinad kitablarını axtarmağa ehtiyac yoxdur. Bu vəzifə yaxşı və açıq proqram Coil32 ilə asanlıqla həll olunur. Proqramın müəllifi onun üç versiyasını dəstəkləyir - Linux, Windows və Android üçün.
Mən ALT Linux OS-də Linux versiyasını sınamışam. Bu işləyir və üç növ rulonu hesablamağa imkan verir: bir qatlı, çox qatlı və ferrit halqasında rulon.
Windows versiyasında daha çox hesablama variantları var - yastı bobinin endüktansı, tək keçirici, ixtiyari addımlı bir rulon və s. Şərab altında problemsiz işləyir və istəsəniz istifadə edə bilərsiniz.
Ədəbiyyat
- Kələntərov P. L., Tseitlin L. A. İndüktansların hesablanması: İstinad kitabı. - 3-cü nəşr, yenidən işlənmiş. və əlavə L.: Energoatomizdat. Leninqr. şöbə, 1986. -488 s.: xəstə.
Bobin endüktansına təsir edən amillər
Bobinin endüktansına aşağıdakı əsas amillər təsir göstərir:
Bobindəki telin növbələrinin sayı: Bundan başqa bərabər şərtlər, sayının artması fırlanır artmasına gətirib çıxarır endüktans; sayında azalma fırlanır azalmasına gətirib çıxarır endüktans.
İzahat: daha daha çox miqdar növbələr, müəyyən bir cərəyan üçün maqnitmotor qüvvəsi bir o qədər böyükdür.
Bobin en kəsiyi sahəsi: At digər şeylər bərabərdir,
daha böyük olan çarx en kəsiyi sahəsinə sahib olacaq yüksək endüktans; və bobin daha kiçik bir kəsik sahəsi ilə - daha az endüktans.
İzahat: Daha böyük olan rulon en kəsiyi sahəsi daha az müqavimətə malikdir maqnit axınının formalaşması verilmiş dəyər üçün maqnitomotor qüvvə.
Bobin uzunluğu: Bütün digər şeylər bərabər olduqda, bobinin uzunluğu nə qədər uzun olsa, endüktansı bir o qədər aşağı olar; Bobinin uzunluğu nə qədər qısa olarsa, endüktansı bir o qədər böyük olar.
İzahat: Bobin nə qədər uzun olarsa, müəyyən bir maqnitmotor qüvvəsi üçün maqnit axınının meydana gəlməsinə verdiyi müqavimət bir o qədər çox olar.
Əsas material: Bütün digər şeylər bərabər olduqda, rulonun sarıldığı nüvənin maqnit keçiriciliyi nə qədər böyükdürsə, endüktans da bir o qədər böyükdür; nüvənin maqnit keçiriciliyi nə qədər aşağı olarsa, endüktans da bir o qədər aşağıdır.
İzahat: Daha çox maqnit keçiriciliyi olan əsas material müəyyən miqdarda maqnitmotor qüvvəsi üçün daha çox maqnit axını yaradır.
Hər hansı bir bobinin endüktansının təxmini dəyərini aşağıdakı düsturla tapmaq olar:
başa düşülməlidir ki, bu formula yalnız verir təxmini rəqəmlər. Bu vəziyyətin səbəblərindən biri maqnit sahəsinin gücü dəyişdikdə maqnit keçiriciliyinin dəyərinin dəyişməsidir (B/H əyrisinin qeyri-xətti olduğunu xatırlayın). müxtəlif materiallar). Aydındır ki, tənlikdəki keçiricilik (µ) sabit deyilsə, induktivlik (L) də müəyyən dərəcədə uyğunsuz olacaq. Əsas materialın histerisi əhəmiyyətlidirsə, bu, əlbəttə ki, bobinin endüktansına təsir edəcəkdir. İnduktor konstruktorları nüvəni elə layihələndirərək bu təsirləri minimuma endirməyə çalışırlar ki, onun maqnitləşməsi heç vaxt doyma səviyyəsinə yaxınlaşmasın və bobin B/H əyrisinin daha xətti hissəsində işləsin.
Bobin yuxarıda göstərilən amillərdən hər hansı birinin mexaniki olaraq dəyişdirilə biləcəyi şəkildə hazırlanırsa, o zaman tənzimlənən endüktans dəyəri və ya variometr olan bir rulon əldə ediləcəkdir. Ən çox yayılmış variometrlər, endüktansı növbələrin sayı və ya nüvənin mövqeyi (bobin içərisində hərəkət edən) ilə idarə olunan variometrlərdir. Dəyişən sayda dönmə ilə bir variometr nümunəsi aşağıdakı fotoşəkildə görünə bilər:
Bu cihaz istifadə edir bobinə qoşulan daşınan mis kontaktlar onun müxtəlif nöqtələrindəuzunluq. Oxşar hava nüvəli rulonlardan ilk radio qəbuledici cihazların hazırlanmasında istifadə edilmişdir.
Aşağıdakı fotoşəkildə göstərilən sabit endüktans bobini erkən radiolarda istifadə edilən başqa bir nadir cihazdır. Burada nisbətən qalın telin bir neçə növbəsini, həmçinin birləşdirici sancaqları görə bilərsiniz:
Bu da radio stansiyaları üçün nəzərdə tutulmuş başqa bir induktordur. Daha çox sərtlik üçün onun teli keramika çərçivəsinə sarılır:
Bir çox induktorlar kiçik ölçülüdür, bu da onları birbaşa montaj etməyə imkan verir çap dövrə lövhələri. Aşağıdakı fotoşəkilə diqqətlə baxdıqda, bir-birinin yanında yerləşən iki rulonu görə bilərsiniz:
İki induktor bu lövhənin sağ mərkəzində yerləşir və L 1 və L 2 ilə etiketlənir. Onların yaxınlığında rezistor R 3 və kondansatör C 16 var. Lövhədə göstərilən rulonlar "torroidal" adlanır, çünki onların məftilləri torus formalı nüvəyə sarılır.
Rezistorlar və kondensatorlar kimi, induktorlar səthə quraşdırılmış qablaşdırmada (SMD) yerləşdirilə bilər. Aşağıdakı fotoşəkildə bu rulonlardan bir neçəsi göstərilir:
Buradakı iki induktor lövhənin sağ mərkəzində yerləşir. Onlar "100" nömrəli kiçik qara fişlərdir və onlardan birinin üstündə L 5 təyinatını görə bilərsiniz.
İnduktivlik maqnit sahəsinin enerjisinin saxlandığı elektrik dövrəsinin ideallaşdırılmış elementidir. Elektrik sahəsinin enerjisinin saxlanması və ya elektrik enerjisinin digər enerji növlərinə çevrilməsi yoxdur.
İdeallaşdırılmış elementə ən yaxın olan - endüktans - elektrik dövrəsinin real elementi - induktiv rulondur.
İnduktivlikdən fərqli olaraq, induktiv rulon həm də elektrik sahəsinin enerjisini saxlayır və elektrik enerjisini digər enerji növlərinə, xüsusən də istilik enerjisinə çevirir.
Kəmiyyət baxımından elektrik dövrəsinin real və ideallaşdırılmış elementlərinin maqnit sahəsinin enerjisini saxlamaq qabiliyyəti induktivlik adlanan parametrlə xarakterizə olunur.
Beləliklə, “induktivlik” termini elektrik dövrəsinin ideallaşdırılmış elementinin adı kimi, bu elementin xassələrini kəmiyyətcə xarakterizə edən parametrin adı kimi və induktiv sarğının əsas parametrinin adı kimi istifadə olunur.
İnduktiv rulonda gərginlik və cərəyan arasındakı əlaqə elektromaqnit induksiyası qanunu ilə müəyyən edilir, buradan belə nəticə çıxır ki, induktiv sarğıdan keçən maqnit axını dəyişdikdə, dəyişmə sürətinə mütənasib olaraq onda bir elektromotor qüvvəsi e induksiya olunur. bobinin ψ axını əlaqəsi və elə istiqamətləndirilir ki, onun yaratdığı cərəyan maqnit axınının dəyişməsinin qarşısını almağa çalışır:
Dirijorun endüktansı nə qədər yüksək olarsa , elektrik cərəyanının eyni dəyəri üçün maqnit sahəsi nə qədər böyük olarsa. Fiziki olaraq, elektrik dövrəsində endüktans passiv (dielektrik) və ya aktiv (ferromaqnit material, dəmir) nüvədən və ətrafına sarılmış bir elektrik naqilindən ibarət bir rulondur.
Əgər axan cərəyan zamanla öz qiymətini dəyişirsə, yəni sabit deyil, dəyişkəndirsə, o zaman induktiv dövrədə maqnit sahəsi dəyişir və nəticədə öz-induksiyanın EMF (elektromotor qüvvəsi) yaranır. Bu EMF, elektrik gərginliyi kimi, volt (V) ilə ölçülür.
İnduktivliyin vahidi H (Henri)-dir. O, özünü induksiya fenomenini kəşf edən amerikalı alim Cozef Henrinin şərəfinə adlandırılıb. Bir saniyədə 1 A (amper) cərəyanının dəyişməsi ilə içərisində 1 V (volt) bir emf görünsə, dövrə (induktor) 1 H dəyərinə sahib olduğu hesab olunur. Endüktans məşhur Emil Xristianoviç Lenzin şərəfinə L hərfi ilə təyin olunur rus fizik. "İnduktivlik" termini 1886-cı ildə ingilis alimi Oliver Heaviside tərəfindən təklif edilmişdir.
İnduktivliyin xassələri
- Endüktans həmişə müsbətdir.
- Endüktans yalnız dövrənin həndəsi ölçülərindən və mühitin (nüvə) maqnit xüsusiyyətlərindən asılıdır.
İnduktor
İnduktor, izolyasiya edilmiş bir keçiricidən istifadə edərək hazırlanmış bir vida və ya spiral quruluş olan elektron komponentdir. İnduktorun əsas xüsusiyyəti, adından da göründüyü kimi, endüktansdır. İnduktivlik elektrik cərəyanının enerjisini maqnit sahəsinin enerjisinə çevirmək xüsusiyyətidir. Silindrik və ya halqalı bobin üçün endüktans dəyəri
Burada ψ axın əlaqəsidir, µ 0 = 4π*10 -7 maqnit sabitidir, N növbələrin sayıdır, S bobinin kəsişmə sahəsidir.
Ayrıca, induktor kiçik tutum və aşağı aktiv müqavimət kimi xüsusiyyətlərə malikdir və ideal bir bobin onlardan tamamilə məhrumdur. Bunun tətbiqi elektron komponent demək olar ki, hər yerdə elektrik cihazlarında müşahidə olunur.
Tətbiq məqsədləri fərqlidir:
- elektrik dövrəsinə müdaxilənin qarşısının alınması;
- pulsasiya səviyyəsinin hamarlanması;
- enerji potensialının yığılması;
- dəyişən tezlik cərəyanlarının məhdudlaşdırılması;
- rezonanslı salınım sxemlərinin qurulması;
- elektrik siqnal sxemlərində tezliklərin süzülməsi;
- maqnit sahəsinin meydana gəlməsi;
- gecikdirmə xətlərinin, sensorların və s.
Texnologiyada tətbiq
İnduktorlar istifadə olunur:
Ümumiyyətlə, istənilən növ elektrik cərəyanı generatorlarında, eləcə də elektrik mühərriklərində onların sarımları induktorlardır. Üç fil və ya balina üzərində dayanan düz Yer kürəsini təsvir edən qədim ənənəyə riayət edərək, bu gün biz Yerdəki həyatın induktiv bir sarğı üzərində dayandığını daha əsaslı şəkildə iddia edə bilərik.
– bu, dəyişən cərəyan dövrələrində bobinin işinin keyfiyyətidir. İnduktorun keyfiyyət əmsalı onun induktiv reaksiyasının aktiv müqavimətinə nisbəti kimi müəyyən edilir. Kobud desək, induktiv reaksiya bobinin alternativ cərəyana müqavimətidir və aktiv müqavimət- bu, bobinin birbaşa cərəyana qarşı müqaviməti və çərçivədə, nüvədə, ekranda və bobin izolyasiyasında elektrik enerjisinin itkisi səbəbindən müqavimətdir. Aktiv müqavimət nə qədər aşağı olarsa, rulonun keyfiyyət faktoru və keyfiyyəti bir o qədər yüksəkdir. Beləliklə, deyə bilərik ki, keyfiyyət faktoru nə qədər yüksək olarsa, induktivatorda bir o qədər az enerji itkisi olur.
İnduktiv reaksiya düsturla müəyyən edilir:
X L = ωL = 2πfL
Burada ω = 2πf – dairəvi tezlik (f – tezlik, Hz); L - bobin endüktansı, H.
İnduktor keyfiyyət amili düsturla müəyyən edilir:
Q = X L / R = ωL / R = 2πfL / R
Burada R induktorun aktiv müqavimətidir, Ohm.
Cari maqnit sahəsinin enerjisi
Cərəyan keçiricinin ətrafında enerjisi olan bir maqnit sahəsi var. Haradan gəlir? Cari mənbə elektrikə daxildir zəncir enerji ehtiyatına malikdir. Elektrik bağlanma anında. Cari mənbə dövrəsi yaranan özünü induktiv emf-in təsirini aradan qaldırmaq üçün enerjisinin bir hissəsini sərf edir. Cərəyanın öz enerjisi adlanan enerjinin bu hissəsi maqnit sahəsinin əmələ gəlməsinə gedir. Maqnit sahəsinin enerjisi cərəyanın daxili enerjisinə bərabərdir.
Cərəyanın öz enerjisi ədədi olaraq dövrədə cərəyan yaratmaq üçün cərəyan mənbəyinin özünü induksiya emf-ni aradan qaldırmaq üçün görməli olduğu işə bərabərdir.