Inductance: de formule. De mjitting fan inductance. inductance loop

Wa hawwe net studearre natuerkunde oan skoalle? Foar guon, it wie nijsgjirrich en begryplik, wylst oaren pored oer boeken, besiket te memorize komplekse konsepten. Mar elk fan ús om te ûnthâlden dat de wrâld is basearre op fysike kennis. Hjoed prate wy oer begripen lykas it inductance fan de hjoeddeiske loop inductance, en fyn út wat binne de capacitors en dat is de solenoid.

De elektryske sirkwy en de inductance

Inductance tsjinnet om karakteriseren de magnetyske eigenskippen fan de elektryske sirkwy. It is definiearre as de koëffisjint fan evenredichheid tusken de aktuele en de elektryske besteande stream yn in sletten magnetyske sirkwy. Dit besteande stream wurdt generearre troch de loop oerflak. In oare definysje stelt dat it inductance fan in circuit parameter en bepaalt de sels-induction EMF. De term wurdt brûkt om oan te jaan fan it circuit elemint en hawwe it karakteristike fan selsbewûndering induction effekt dat is iepene en D. Henry M. Faraday selsstannich. De inductance ferbûn mei de foarm, grutte en contour wearde fan magnetyske permeability fan de omlizzende omjouwing. Yn SI ienheden, dizze wearde wurdt metten yn Hindrik, en wurdt oantsjutten as L.

En it mjitten fan de inductance fan inductance

Neamd inductance wearde, dat is de ferhâlding fan it magnetyske drift streamend troch alle Coils nei in circuit ampèrage:

• L = N x F: I.

De inductance fan it circuit is ôfhinklik fan de foarm, grutte en kontoeren fan it magnetyske eigenskippen fan it medium dêr't it leit. As de sletten-lus elektryske stroom streamt, is der in feroarjend magnetysk fjild. Dat dêrnei liede ta it ûntstean fan it EMF. De berte fan de feroarsake hjoeddeistige yn de sletten lus hjit "self-inductance". Neffens Lenz syn regel net feroarje de wearde fan 'e hjoeddeistige yn' e rûnte. As de inductance wurdt ûntdutsen, is it mooglik om te passen in elektryske circuit, wêrby't in wjerstannen opnaam yn parallelle en de spoel mei in izeren kearn. Konsekwint mei harren ferbûn en elektryske lampen. Yn dit gefal, it ferset fan de wjerstannen is gelyk oan de DC coil. It resultaat sil wêze helder burning lampen. It ferskynsel sels-induction is ien fan de wichtichste plakken yn elektroanika en elektryske engineering.

Hoe te finen inductance

De formule, dat is gewoan te finen de wearde, it neikommende:

• L = F: I,

dêr't F - magnetysk drift, ik - stroom yn 'e rûnte.

Fia de ynduktor kin útdrukt wurde as harsels feroarsake EMF:

• Ei = -L x dI: dt.

Ut formule konklúzje is de numerike gelikensens induction electromotive krêft dy't komt yn 'e lus as de aktuele macht op ien ammeter foar ien sekonde.

De fariabele inductance makket it mooglik om te finen de enerzjy fan it magnetyske fjild:

• W = LI ^2: 2.

"Spool fan diskusje"

It ynduktor is in isolearre koper wire wûne op in stevige basis. As foar isolaasje, dan de kar fan materiaal is breed - dy spiker en draad isolaasje, en stof. De omfang fan it magnetyske drift hinget ôf fan de fjouwerkante silinder. As jo fergrutsje de hjoeddeistige yn de spoel, it magnetysk fjild wurdt mear en oarsom.

As jo sollisitearje in elektryske stroom oan de spoel, dan ûntstiet der in spanning tsjinoer spanning, mar it ynienen ferdwynt. Dit soarte fan stress hjit electromotive krêft fan sels-induction. Op it momint fan energization oan spoel hjoeddeistige sterkens feroaret syn wearde fan 0 nei in bepaald oantal. De spanning op dit punt hat in wearde feroarje neffens Ohm syn wet:

• Ik = U: R,

dêr't ik karakterisearret ampèrage, U - jout de spanning, R - ferset fan de coil.

In oare bysûndere skaaimerk fan de coil is de folgjende feit: as jo iepenje it circuit "coil - hjoeddeistige boarne," it EMF sil taheakke wurde oan 'e stress. Aktuele wurdt ek begjint te groeien, en dan begjint te decline. Dêrfandinne de earste wet fan commutation, dy't stelt dat it hjoeddeistige yn de ynduktor net feroaret aanst.

Coil kin ferdield yn twa soarten:

1. Mei magnetic tip. ferrites en izeren dieden as in hert materiaal. De kearnen tsjinje te fergrutsjen it inductance.
2. Mei de non-magnetic. Brûkt yn gefallen dêr't de inductance fan net mear as fiif MH.

De apparaten ferskille yn uterlik en ynterne struktuer. Ofhinklik fan sokke parameters is de spoel inductance. De formule yn elts gefal is oars. Bygelyks, de inductance sil wêze gelyk oan ien-laach Coils:

• L = 10μ0ΠN ² R ^2: 9R + 10L.

En no foar it multilayer in oare formule:

• L = μ0N ² R ^2: 2Π (6r + 9L + 10W).

Wichtichste befinings ferbûn mei wurk Coils:

1. Op in silindryske ferrites grutste inductance komt foar yn 'e midden.
2. Foar maksimale inductance moatte nau wound windings op de spool.
3. De inductance fan 'e lytsere, it lytsere tal bochten.
4. De toroidal kearn ôfstân tusken de bochten fan de coil docht der net ta.
5. De inductance wearde hinget ôf fan de "bochten squared."
6. As de ynduktor ferbûn yn searjes, harren totale wearde is de som fan inductances.
7. Wannear't ferbûn yn parallel, jo moatte der wis fan dat de inductance waarden spaced op it boerd. Oars, har tsjûgenis sil net goed fanwege de ûnderlinge ynfloed fan magnetyske fjilden.

solenoid

Under dit konsept ferwiist nei in silindryske coil fan tried dat kin wurde wound yn ien of mear lagen. in silinder lingte wêzentlik grutter as de diameter. Troch sokke skaaimerken as in elektryske stroom yn de solenoid holte berne magnetysk fjild. It taryf fan feroaring fan magnetyske flux evenredich oan de hjoeddeiske feroaring. De inductance fan de spoel yn dit gefal wurdt berekkene as folget:

• df: dt = L dl: dt.

Ek dit soarte fan Coils neamd electromechanical actuator mei de retractable kearn. Yn dit gefal, it solenoid wurdt levere mei in eksterne ferromagnetic magnetyske kearn - it jok.

Yn ús tiid, it apparaat kin kombinearje de hydraulics en elektronika. Op dizze basis, ûntwikkele fjouwer modellen:

• De earste is by steat om de line druk.
• De twadde model is oars fan oare twongen steering lock-up clutch yn it koppel converter.
• De tredde model yn syn komposysje befettet druk tafersjochhâlders, ferantwurdlik foar it wurk Shift.
• De fjirde wurdt regele hydraulysk of kleppen.

De nedige berekkening formules foar

Te finen de inductance fan de spoel, de formule brûkt is as folget:

• L = μ0n ² V,

dêr't μ0 toant de magnetyske permeability fan in fakuüm, n - is it oantal wendingen, V - it folume fan de solenoid.

Ek te berekkenjen spoel inductance mooglik en mei help fan in oare formule:

• L = μ0N ² S: l,

dêr't S - is Boppesteande sektoroerstiigjende gebiet en l - lingte fan de solenoid.

Te finen de inductance fan de spoel, in formule wurdt brûkt, eltse dat geskikt is foar de oplossing fan dit probleem.

It wurk oan 'e AC en DC

It magnetyske fjild dat wurdt generearre binnen de spoel, rjochte oan de assen en is lyk oan:

• B = μ0nI,

dêr't μ0 - permeability fan fakuüm is, n - is it oantal wendingen, en ik - aktuele wearde.

Wannear't hjoeddeistige streamt troch de solenoid, spoel winkels enerzjy dat gelyk oan it wurk nedich om fêst te stellen aktuele. Om berekkenjen de inductance yn dit gefal, de formule brûkt is as folget:

• E = LI ^2: 2

dêr't L jout it inductance wearde, en E - de opsleine enerzjy.

Self-induction electromotive krêft optreedt as de hjoeddeistige yn de solenoid.

Yn it gefal fan AC operaasje ferskynt in alternating magnetysk fjild. De rjochting fan de krêft fan 'e attraksje kin fariearje, en meie bliuwe itselde. It earste gefal komt by it brûken fan it solenoid as de solenoid. En twadde, as de armature wurdt makke fan magnetyske materiaal. Solenoid wikselstroom hat impedance, dat is opnaam yn 'e bochtige ferset en syn inductance.

De meast foarkommende brûken fan solenoids fan it earste type (DC) - in translational krêft as de actuator. De krêft is ôfhinklik fan 'e opbou fan' e kearn en shell. Foarbylden binne it brûken fan de skjirre doe't snijden wurk kontrolearret yn cash registers, motors en kleppen yn hydraulyske systemen, slûzen de ljeppers. Solenoids fan de twadde type wurde brûkt as inductors foar induction ferwaarming yn kroes ûnen.

oscillatory circuits

De ienfâldichste fan it resonânsjefel sirkwy is in serial Oscillating sirkwy, besteande út ynduktor Coils wurde opnommen en de capacitor fia dêr't in wikselstroom streamt. Fêst te stellen de inductance fan de spoel, de formule brûkt is as folget:

• XL = W x L,

dêr't XL docht bliken reactance coil, en W - circular frekwinsje.

As jo gebrûk meitsje fan in reaktive impedance fan it capacitor, dan de formule soe der sa útsjen:

XC = 1: W x C.

Wichtige skaaimerken fan it oscillation circuit is it resonânsjefel frekwinsje, karakteristyk impedance en de Q fan it sirkwy. De earste karakterisearret de frekwinsje dêr't de loop ferset is aktyf. It twadde lit sjen hoe't de reactance op it resonânsjefel frekwinsje tusken sokke wearden as it capacitance en inductance fan it Oscillating sirkwy. De tredde karakteristike bepaalt de amplitude en breedte fan de amplitude-frekwinsje skaaimerken (frekwinsje antwurd) fan de resonânsje en toant diminsjes opslein enerzjy yn 'e rûnte yn ferliking mei de enerzjy ferliezen per oscillation perioade. De frekwinsje eigenskippen fan de keunst circuits wurde metten mei help fan de frekwinsje antwurd. Yn dit gefal, it circuit wurdt beskôge as in quadripole. As de ôfbylding wearde is grafiken spanning loop gain (K). Dizze wearde jout de ferhâlding fan de útfier voltage ta ynbring. Foar circuits dy't net ûnder oare enerzjyboarnen en oare fersterking eleminten, it Koëffisjint wearde is grutter as ienheid. It benaderjen liedt ta nul doe't by frekwinsjes oars út de resonânsje circuit hat in hege ferset wearde. As de minimale ferset wearde, de Koëffisjint is tichtby ienheid.

Yn in parallel resonânsjefel sirkwy omfiemet twa jet lid mei ferskillende krêft reaktiviteit. It brûken fan dit type sirkwy hâldt yn kennis dat in parallel circuit eleminten nedich te foegjen allinne harren conductivity, mar net ferset. By it resonânsjefel frekwinsje fan 'e totale conductivity fan' e rûnte is gelyk oan nul, wat oanjout dat de ûneinich grutte AC ferset. Foar in circuit dêr't omfiemet parallel capacitance (C), wjerstân (R) en inductance, de formule dat ferienet harren en de kwaliteit faktor (Q), as folget:

• Q = R√C: L.

Yn wurking, it parallel sirkwy yn ien perioade fan oscillation komt twa kear de enerzjy útwikseling tusken de condenser en de coil. Yn dit gefal, in loop hjoeddeistige, dat is gâns heger as de aktuele wearde yn de eksterne sirkwy.

capacitor wurk

It apparaat is in twa-pole lege conductivity en mei in fariabele of konstante capacitance wearde. As de capacitor net foar rekken, syn ferset is ticht by nul, oars is it gelyk oant yn it ûneinige. As de macht boarne wurdt loskeppele fan it elemint, dan wurdt dat boarne oan syn ûntslach. Mei help fan capacitor yn elektroanika is de rol fan de filters dy't fuortsmite drokte. It apparaat yn macht foarrieden foar macht circuits wurde brûkt om feed systemen mei grutte loads. Dit is basearre op in elemint syn fermogen om trochjaan in fariabele komponinten, mar de hjoeddeiske ynstabyl. It heger de frekwinsje komponint, de minder it ferset fan 'e capacitor. As gefolch, de condenser jammed alle alaarm dat giet boppe op 'e DC.

Resistance elemint hinget ôf fan de capacitance. Om dy reden, is it ferstannich om de capacitors mei ferskillende volume te heljen allerlei lawaai. Troch de mooglikheid fan 'e apparaat barre direkte current allinnich yn opladen fan de tiidopname fan syn brûken as elemint yn in generator of as in ympuls foarm jaan ienheid.

Capacitors komme yn in soad soarten. Benammen brûkt yndieling fan 'e dielectric type, sûnt dit parameter bepaalt de stabiliteit fan capacitance, isolaasje ferset ensafuorthinne. Systematization fan dizze omfang is as folget:

1. Capacitors mei in gasfoarmige dielectric.
2. Vacuum.
3. Mei de floeibere dielectric.
4. Mei in bêst anorganyske dielectric.
5. Mei bêst organyske dielectric.
6. Solid.
7. Electrolytic.

Der is in yndieling capacitors bestimming (dield of dedicated), it aard fan 'e beskerming tsjin eksterne faktoaren (beskerme en unprotected, isolearre en net-isolearre, ynpakt, en forsegele) technyk ynstallaasje (supply, drukkerijen, oerflak, mei de pin schroef, in eachwink pin ). It apparaat kin ek wurde ûnderskaat troch de mooglikheid te feroarjen kapasiteit:

1. Capacitors, fêst, dat is, de kapasiteit fan dat is altyd konstante.
2. Trimmer. Se hawwe de kapasiteit net feroarje yn wurking fan materiaal, mar it kin oanpast wurde ien kear of periodyk.
3. Fariabelen. It capacitors dy't tastean yn de wurking fan de apparatuer feroarje syn kapasiteit.

Ynduktor en capacitor

Conductive eleminten fan it apparaat binne by steat it meitsjen fan syn eigen inductance. Dit strukturele ûnderdielen lykas mitselwurk, it ferbinen bus, in samler terminals en fuses. Jo kinne oanfoljende capacitor inductance troch ferbinen bus. circuit bestjoeringssysteem modus hinget ôf fan de inductance, capacitance en ferset. De formule foar it berekkenjen fan de inductance dy't ûntstiet as tichterby it resonânsjefel frekwinsje, it folgjende:

• Ce = C: (1 - 4Π ² f ² LC),

dêr't Ce bepaalt de effektive capacitance, C wiist de werklike capacitance, f - is de frekwinsje, L - inductance.

It inductance wearde moat altyd wurde beskôge as wurkje mei macht capacitors. Foar Pulse capacitors sels-inductance wearde fan 'e meast wichtich. Harren ôfskieding falt op 'e induction lus en hat twa soarten - aperiodic en oscillatory.

Inductance yn de condenser is ôfhinklik fan ferbinings circuit eleminten dêryn. Bygelyks, yn parallel ferbining segminten en de band, dizze wearde is de som fan de inductances fan it pakket wichtichste busbar en konklúzjes. Te finen dit soarte fan inductance, de formule is as folget:

• Lk = Lp + Lm + Lb,

dêr't Luk docht bliken inductance apparaat, de lp -Package, Lm - de wichtichste bus en Lb - lead inductance.

As de parallelle ferbining fan it hjoeddeiske bus fariearret lâns syn lingte, dan it lykweardich inductance wurdt definearre as:

• Luk = pietra: n + μ0 l x d: (3b) + Lb,

dêr't l - lingte fan banden, b - de breedte en d - de ôfstân tusken de bannen.

Om ferminderjen de inductance fan it apparaat moat libje dielen condenser sa dat harren ûnderling kompensearre magnetysk fjild. Mei oare wurden, de live dielen mei deselde aktuele beweging moat fuortsmiten wurde fan inoar safier't dat mooglik is, en te bringen byinoar it tsjinoerstelde rjochting. Wannear't kombinearjen de samlers mei ôfnimmende dielectric dikte kin ferlytsje de inductance seksje. Dat kin berikt ek troch dielen ien diel mei in grut bedrach oan in wat mear ûndjippe container.