FormationVidenskab

Induktans: formlen. Måling af induktans. induktans loop

Hvem i skole studerede ikke fysik? For nogen var det interessant og forståeligt, og nogen pored over lærebøger og forsøgte at lære komplekse begreber af hjertet. Men hver af os har husket, at verden er baseret på fysisk viden. I dag vil vi tale om sådanne begreber som den nuværende induktans, loop induktans og finde ud af, hvilken form for kondensatorer er, og hvad en magnetventil er.

Elektrisk kredsløb og induktans

Induktans tjener til at karakterisere de elektriske kredsløbs magnetiske egenskaber. Det defineres som proportionalitetskoefficienten mellem den nuværende elektriske strøm og den magnetiske flux i en lukket sløjfe. Strømmen skabes af denne strøm gennem konturoverfladen. En anden definition er, at induktansen er en parameter for det elektriske kredsløb og bestemmer EMF for selvudvikling. Udtrykket bruges til at angive kædelementets element, og det er nødvendigt at karakterisere effekten af selvinduktion, som blev opdaget af D. Henry og M. Faraday uafhængigt af hinanden. Induktans er forbundet med formen, størrelsen af konturen og værdien af den magnetiske permeabilitet af miljøet. I SI måleenheden måles denne værdi i henry og betegnes som L.

Selvinduktans og induktansmåling

Induktivitet er en mængde, der er lig med forholdet mellem den magnetiske flux, der passerer gennem alle omdrejninger af kredsløbet til strømmen:

  • L = N × F: I.

Induktansen af kredsløbet afhænger af formen, størrelsen på kredsløbet og på de magnetiske egenskaber af mediet, hvori det er placeret. Hvis en elektrisk strøm strømmer i en lukket sløjfe, opstår der et skiftende magnetfelt. Dette vil efterfølgende føre til fremkomsten af EMF. Fødslen af en induktionsstrøm i en lukket sløjfe kaldes "self-induction." Ifølge Lenz-reglen tillader ikke værdien strømmen i kredsløbet at ændre sig. Hvis der opdages selvinduktans, kan der anvendes et elektrisk kredsløb, hvor en modstand og en spole med en jernkerne er forbundet parallelt. I serie med dem er tilsluttet og elektriske lamper. I dette tilfælde er modstanden af modstanden lig med modstanden ved likestrømmen af spolen. Resultatet vil være en lysbrænding af lamperne. Fænomenet selvinduktans er et af hovedområderne inden for radioteknologi og elteknik.

Sådan finder du induktansen

Formlen, som er den enkleste for at finde værdien, er som følger:

  • L = F: I,

Hvor F er den magnetiske flux, og jeg er strømmen i kredsløbet.

Gennem induktansen kan vi udtrykke EMF til selvudvikling:

  • Ei = -L x dI: dt.

Formlen antyder indledningen om den numeriske lighed med induktion med EMF, der opstår i kredsløbet med en ændring i den aktuelle styrke med et ammeter per sekund.

Variabel induktans gør det muligt at finde magnetfeltets energi:

  • W = LI 2 : 2.

"Trådrulle"

Induktoren er en sårisoleret kobbertråd på en solid base. Med hensyn til isolering er materialevalget bredt - det er lak, trådisolering og stof. Magneten af den magnetiske flux afhænger af cylinderens område. Hvis strømmen i spolen bliver forøget, bliver magnetfeltet større og omvendt.

Hvis en elektrisk strøm påføres spolen, vil en spænding modsat strømmen blive vist i den, men det forsvinder pludselig. Denne type stress kaldes den elektromotoriske kraft af selvinduktion. Når spændingen påføres spolen, ændrer strømmen sin værdi fra 0 til et bestemt antal. Spændingen i dette øjeblik ændrer sig også, ifølge Ohms lov:

  • I = U: R,

Hvor jeg karakteriserer den aktuelle styrke, U - viser spændingen, R-spolen modstand.

Et andet specielt træk ved spolen er følgende: Hvis "kredsløbsstrømkredsløbet" åbnes, vil EMF'en blive tilføjet til spændingen. Strømmen vil også vokse i begyndelsen, og så vil den falde. Dette indebærer den første kommuteringslov, der siger at strømmen i induktoren ikke ændrer sig øjeblikkeligt.

Spolen kan opdeles i to typer:

  1. Med magnetisk spids. Ferritter og jern fungerer som hjertemateriale. Kernerne tjener til at øge induktansen.
  2. Med ikke-magnetisk. Anvendes i tilfælde, hvor induktansen ikke er mere end fem milligram.

Enhederne varierer i udseende og intern struktur. Afhængigt af sådanne parametre er spoleinduktansen placeret. Formlen i hvert tilfælde er anderledes. For eksempel vil en induktans for en enkeltlagsspole være:

  • L = 10μ0ΠN2R2: 9R + 10l.

Og nu for en flerlags formel:

  • L = μ0N2R2: 2¸ (6R + 9l + 10w).

De væsentligste konklusioner vedrørende spolenes arbejde:

  1. På cylindrisk ferrit opstår den største induktans i midten.
  2. For at opnå den maksimale induktans er det nødvendigt at spole spolerne tæt på spolen.
  3. Induktans er mindre, jo mindre er antallet af drejninger.
  4. I den toroidale kerne spiller afstanden mellem svingene ikke rollen som en spole.
  5. Værdien af induktansen afhænger af "sving i kvadratet".
  6. Hvis induktorerne er forbundet i serie, er deres samlede værdi lig med summen af induktanserne.
  7. Ved parallelforbindelse skal man sørge for at spolerne er adskilt på bordet. Ellers vil deres aflæsninger være forkerte på grund af den gensidige indflydelse af magnetfelter.

solenoide

Dette udtryk refererer til en cylindrisk vikling lavet af ledninger, der kan vikles i et eller flere lag. Cylinderens længde er meget større end diameteren. På grund af denne funktion produceres et magnetfelt, når en strøm påføres til magnethulrummet. Forandringshastigheden for den magnetiske flux er proportional med forandringen i strømmen. Induktansen af solenoiden i dette tilfælde beregnes som følger:

  • Df: dt = L dl: dt.

En anden type spole kaldes en elektromekanisk aktuator med en indtrækbar kerne. I dette tilfælde leveres solenoiden med et eksternt ferromagnetisk magnetisk åg.

I dag kan enheden kombinere hydraulik og elektronik. På dette grundlag oprettes fire modeller:

  • Den første er i stand til at styre linjetrykket.
  • Den anden model adskiller sig fra den anden ved tvungen styring af koblingslåsen i momentomformere.
  • Den tredje model indeholder i sin sammensætning trykregulatorer ansvarlige for arbejdet med at skifte hastigheder.
  • Den fjerde er hydraulisk styret eller ventiler.

Nødvendige formler til beregninger

For at finde magnetinduktansen gælder formlen som følger:

  • L = μn 2 V,

Hvor μ0 angiver vakuumets magnetiske permeabilitet, er n antallet af drejninger, og V er magnetens volumen.

Det er også muligt at beregne induktansen af en magnetventil med en anden formel:

  • L = μ0N2S: l,

Hvor S er tværsnitsarealet, og l er længden af solenoiden.

For at finde induktansen af en magnetventil, anvendes formlen til en som passer til løsningen på dette problem.

Arbejde med direkte og vekselstrøm

Magnetfeltet, som er skabt inde i spolen, er rettet langs aksen og er lig med:

  • B = μn,

Hvor μ0 er den magnetiske permeabilitet af vakuumet, er n antallet af drejninger, og jeg er den aktuelle værdi.

Når strømmen bevæger sig langs solenoiden, gemmer spolen energi, hvilket svarer til det arbejde, der kræves for at etablere strømmen. For at beregne induktansen i dette tilfælde anvendes formlen som følger:

  • E = LI 2 : 2

Hvor L viser induktansens værdi, og E - lagringsenergien.

EMF for selvinddrivning sker, når strømmen i magnetventilen ændres.

I tilfælde af AC-drift vises et skiftende magnetfelt. Tiltrækningskraftens retning kan ændres, eller den kan forblive uændret. Det første tilfælde opstår, når en solenoid anvendes som en elektromagnet. Og den anden, når ankeret er lavet af blødt magnetisk materiale. AC-solenoiden har en kompleks modstand, som omfatter viklingsmodstanden og dens induktans.

Den mest almindelige anvendelse af solenoider af den første type (likestrøm) er i rollen som et progressivt strømdrev. Styrken afhænger af kerne og krops struktur. Eksempler på anvendelse er saks arbejde, når man skærer kontrol i kasseapparater, ventiler i motorer og hydrauliske systemer, låse låse. Solenoider af den anden type anvendes som induktorer til induktionsopvarmning i smeltedigelovne.

Oscillatoriske konturer

Det enkleste resonanskredsløb er et sekventielt oscillatorisk kredsløb bestående af de medfølgende induktorer og en kondensator, gennem hvilken en vekselstrøm strømmer. For at bestemme spoleinduktansen anvendes formlen som følger:

  • XL = W x L,

Hvor XL angiver reaktiviteten af spolen, og W er den cirkulære frekvens.

Hvis kondensatorens reaktans er brugt, ser formlen sådan ud:

Xc = 1: B x C.

Vigtige egenskaber ved det oscillatoriske kredsløb er resonansfrekvensen, bølgesikkerheden og Q-faktoren af kredsløbet. Den første karakteriserer frekvensen, hvor kredsløbets modstand er af aktiv karakter. Det andet viser, hvordan reaktansen ved resonansfrekvensen passerer mellem sådanne mængder som kapacitansen og induktansen af det oscillerende kredsløb. Den tredje karakteristik bestemmer amplituden og bredden af resonansens amplitudefrekvensegenskaber og viser dimensionerne af energiereserven i kredsløbet i sammenligning med energitabet i en oscillationsperiode. I teknikken estimeres frekvensegenskaberne af kredsløbene ved anvendelse af frekvensrespons. I dette tilfælde betragtes kredsløbet som et fire-terminalt netværk. Ved plotning af grafer anvendes værdien af transmissionskoefficienten for spændingen (K). Denne værdi angiver forholdet mellem udgangsspænding og indgangsspænding. For kredsløb, der ikke indeholder energikilder og forskellige forstærkningselementer, er koefficientens værdi ikke større end enhed. Det har tendens til at være nul, når kredsløbets modstand er høj ved andre frekvenser end resonans. Hvis modstanden er minimal, er koefficienten tæt på enhed.

Med et parallelt oscillatorisk kredsløb er to reaktive elementer med forskellig reaktivitet inkluderet. Brugen af denne form for kontur indebærer viden om, at ved parallel inddragelse af elementer er det nødvendigt kun at tilføje deres ledningsevne, men ikke modstand. Ved resonansfrekvensen er kredsløbets totale ledningsevne nul, hvilket indikerer en uendelig stor modstand mod vekselstrøm. For et kredsløb, hvor kapacitans (C), modstand (R) og induktans er parallelt medtaget, er formlen der kombinerer dem og Q (Q):

  • Q = R√C: L.

Når en parallel sløjfe opererer i en oscillationsperiode, forekommer der en energiudveksling mellem kondensatoren og spolen to gange. I dette tilfælde vises en loopstrøm, som er meget større end den nuværende værdi i det eksterne kredsløb.

Kondensator drift

Enheden er et to-terminalt netværk med lav ledningsevne og med en variabel eller konstant kapacitansværdi. Når kondensatoren ikke er opladet, er dens modstand tæt på nul, ellers er den lig med uendelig. Hvis den aktuelle kilde er afbrudt fra dette element, bliver den denne kilde, indtil den er afladet. Anvendelsen af en kondensator i elektronik er filtre, der fjerner støj. Denne enhed i strømforsyninger på strømkredsløb bruges til at kompensere systemet ved høje belastninger. Dette er baseret på et elements evne til at passere en alternativ komponent, men en ikke-konstant strøm. Jo højere frekvensen af komponenten er, jo lavere er kondensatorens modstand. Som følge heraf tømmes alle de interferenser, der går over DC spændingen gennem kondensatoren.

Modstandens modstand afhænger af kapaciteten. Ud fra dette vil det være mere korrekt at sætte kondensatorer med forskellige volumener for at fange forskellige former for interferens. På grund af apparatets evne til kun at overføre likestrøm i opladningsperioden anvendes den som et tidskrævende element i generatorer eller som et formningsforbindelse for en puls.

Kondensatorer kommer i mange typer. Generelt er klassificeringen baseret på typen af dielektrisk, da denne parameter bestemmer stabiliteten af kapacitansen, isolationsmodstanden og så videre. Systematiseringen af denne værdi er som følger:

  1. Kondensatorer med gasformige dielektriske.
  2. Vakuum.
  3. Med et flydende dielektrisk.
  4. Med et fast uorganisk dielektrisk.
  5. Med et fast organisk dielektrisk.
  6. Fast tilstand.
  7. Elektrolytisk.

Der er en klassificering af kondensatorer til formål (almindelig eller speciel), af naturen af beskyttelse mod eksterne faktorer (beskyttet og ubeskyttet, isoleret og ikke isoleret, tætnet og forseglet), ved monteringsteknik (til hængslede, trykte, overflade, skruede klemmer med snapterminaler ). Apparaterne kan også skelnes af evnen til at ændre kapaciteten:

  1. Konstante kondensatorer, det vil sige hvis kapacitans altid er konstant.
  2. Trimmer. Deres kapacitet ændres ikke ved driften af udstyret, men det kan indstilles en gang eller periodisk.
  3. Variabler. Disse er kondensatorer, som muliggør en ændring i kapacitans under driften af udstyret.

Induktans og kondensator

Aktuelt bærende elementer i enheden er i stand til at skabe sin egen induktans. Disse er sådanne strukturelle dele som murværk, forbindelsesbusser, strømledninger, terminaler og sikringer. Du kan skabe yderligere induktans af kondensatoren ved at fastgøre busstængerne. Driftstilstanden for det elektriske kredsløb afhænger af induktans, kapacitans og aktiv modstand. Formlen til beregning af induktansen, som fremkommer, når den nærmer resonansfrekvensen, er som følger:

  • Ce = C: (1 - 4Π 2 f 2 LC),

Hvor Ce bestemmer kondensatorens effektive kapacitet, C angiver den faktiske kapacitans, f er frekvensen, L er induktansen.

Værdien af induktansen skal altid tages i betragtning ved arbejde med strømkondensatorer. For pulserende kondensatorer er værdien af egen induktans vigtigst. Deres udledning falder på det induktive kredsløb og har to typer - aperiodisk og oscillerende.

Induktansen i kondensatoren er afhængig af forbindelsesskemaet af elementerne i den. For eksempel med parallelforbindelse af sektioner og busser er denne værdi lig med summen af induktanserne af hovedbussen og stiften. For at finde en sådan induktans er formlen som følger:

  • Lk = Lp + Lm + Lb,

Hvor Lk viser enhedens induktans, Lp-pakke, Lm-hovedbus og Lb-induktans af terminalerne.

Hvis, med en parallelforbindelse, ændrer bustrømmen langs dens længde, bestemmes den tilsvarende induktans som følger:

  • Lk = Lc: n + μ0 lxd: (3b) + Lb,

Hvor jeg er længden af dækkene, er b dens bredde, og d er afstanden mellem dækkene.

For at reducere induktans af indretningen skal leve dele kondensator anbragt således, at deres indbyrdes kompenseret magnetfelt. Med andre ord bør de strømførende dele med den samme strøm bevægelse fjernes fra hinanden så vidt muligt, og at samle den modsatte retning. Ved kombination af solfangerne med faldende dielektriske tykkelse kan reducere sektion induktans. Dette kan opnås selv ved at dividere en sektion med en stor mængde til en noget mere flad beholder.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 atomiyme.com. Theme powered by WordPress.