Inductance: rumus. Pangukuran inductance. inductance daur ulang

Sapa ing sekolah ora sinau fisika? Kanggo wong, iku menarik lan bisa dingerteni, lan ana sing ngupayakake buku-buku teks, nyoba sinau konsep sing komprehensif. Nanging saben kita wis ngelingi yen donya adhedhasar kawruh fisik. Dina iki kita bakal ngomong babagan konsep kaya induktansi saiki, inductance loop, lan nemokake apa jenis kapasitor lan apa solenoida.

Circuit listrik lan induktansi

Induktansi serves minangka ciri magnetik saka sirkuit listrik. Iki ditemtokake minangka koefisien proporsionalitas antarane saiki arus listrik lan fluks magnetik ing loop tertutup. Aliran digawe kanthi saiki kanthi permukaan kontur. Définisi liya yaiku induktansi minangka parameter saka sirkuit listrik lan nemtokake EMF induksi kasebut. Istilah iki digunakake kanggo nunjukake unsur rantai lan perlu kanggo menehi ciri efek induksi, sing ditemokake dening D. Henry lan M. Faraday kanthi bebas saka siji liyane. Induktansi digandhengake karo wangun, ukuran kontur, lan nilai permeabilitas lingkungan. Ing unit pangukuran SI, nilai iki diukur ing henry lan diarani minangka L.

Pengukuran induktansi lan induktansi

Induktivitas minangka jumlahe sing padha karo rasio fluks magnetik sing nglewati sakabehane sirkuit kasebut:

• L = N × F: I.

Ing inductance saka sirkuit gumantung ing wangun, ukuran saka sirkuit, lan ing sifat Magnetik saka medium kang dumunung. Yen arus listrik mili ing dhelikan, banjur medan magnet sing diganti. Iki banjur bakal mimpin kanggo munculé EMF. Lair saka arus induksi ing lambang tertutup diarani "induksi dhewe." Miturut aturan Lenz, nilai kasebut ora ngidini saiki ing sirkuit mau ganti. Yen induktansi dhewe dideteksi, banjur sirkuit listrik bisa digunakake, ing ngendi resistor lan kumparan kanthi inti wesi disambungake kanthi podo karo. Ing seri karo sing disambungake lan lampu listrik. Ing kasus iki, resistance saka resistor kasebut padha karo resistance ing arus langsung saka koil kasebut. Asil bakal dadi kobong lampu. Fenomena induktansi mandiri manggoni salah siji panggonan utama ing bidang rekayasa radio lan teknik listrik.

Carane golek induktansi

Rumus, sing paling gampang kanggo nemokake nilai kasebut, yaiku:

• L = F: Aku,

Ing ngendi F punika fluks magnet, lan aku saiki ing sirkuit.

Liwat induktansi, kita bisa nyebut EMF induksi:

• Ei = -L x dI: dt.

Rumus kasebut nuduhaké kesimpulan babagan persamaan numerik induksi karo EMF, sing muncul ing sirkuit kanthi owah-owahan kekuwatan saiki kanthi 1 ammeter per detik.

Variabel induktansi ndadekake bisa nemokake energi medan magnet:

• W = LI ² : 2.

"Gulungan Thread"

Induktor iku kabel tembaga terisolasi ing basa sing padhet. Minangka kanggo jampel, pilihan saka materi iku sudhut - iki varnish, isolasi kabel, lan kain. Magnitudo fluks magnetik gumantung ing area silinder. Yen saiki ing koil tambah, medan magnet bakal luwih gedhe lan kosok balene.

Yen arus listrik ditrapake ing koil, tegese sing ngelawan voltase saiki bakal katon, nanging dumadakan ilang. Tekanan iki diarani gaya elektromotif induksi. Nalika voltase ditrapake ing koil, saiki owah-owahan nikel saka 0 menyang nomer tartamtu. Ketegangan ing wayahe uga owah, miturut hukum Ohm:

• Aku = U: R,

Endi aku menehi ciri kekuatan saiki, U - nuduhake tegangan, resistance R - koil.

Fitur khusus saka kumparan kasebut yaiku kanyatan ing ngisor iki: yen sirkuit "sumber koil arus" dibukak, EMF bakal ditambahake ing tegangan. Saiki uga bakal tuwuh ing awal, lan banjur bakal mudhun. Iki nyebabake hukum komprèsi pisanan, sing nyatakake yen saiki ing induktor ora owah cepet-cepet.

Koil bisa dipérang dadi rong jinis:

1. Kanthi ujung magnetik. Ferit lan wesi minangka bahan jantung. Intine bakal nambah induktansi.
2. Kanthi non-magnetik. Digunakake ing kasus endi induktansi ora luwih saka limang miligram.

Piranti kasebut beda-beda ing tampilan lan struktur internal. Gumantung paramèter kasebut, induktansi kumparan dumunung. Rumus ing saben cilik beda. Contone, kanggo koil siji-lapisan, induktansi bakal:

• L = 10μ0ΠN2R2: 9R + 10l.

Lan saiki kanggo formula multi-lapis:

• L = μ0N ² R ² : 2Π (6R + 9l + 10w).

Kesimpulan utama sing gegayutan karo karya gulungan:

1. Ing ferit silinder, induktansi paling gedhe muncul ing tengah.
2. Kanggo nemokake induktansi maksimum, perlu kanggo nggilap geger ing geger.
3. Induktansi kurang, luwih cilik nomer.
4. Ing inti toroidal, jarak antarane antarane ora muter peran koil.
5. Nilai inductance gumantung ing "dadi ing alun".
6. Yen induktor disambungake ing seri, banjur total nilai padha karo jumlah induktansi.
7. Nalika nyambungake kanthi sejajar, care kudu dijupuk kanggo mesthekake yen inductors wis diwenehi jarak ing papan. Yen ora, bacaan kasebut ora bener amarga pengaruh magnetik medan magnet.

Solenoid

Istilah iki tegese nduwur sirah silinder sing digawe saka kabel sing bisa tatu ing siji utawa luwih lapisan. Panjang silinder luwih gedhe tinimbang diameteripun. Amarga fitur iki, nalika saiki wis dileksanakake ing rongga solenoid, sawijining medan magnet bakal diprodhuksi. Tingkat owah-owahan fluks Magnetik sebanding karo owahan ing saiki. Ing induktansi solenoid ing kasus iki dihitung kaya ing ngisor iki:

• Df: dt = L dl: dt.

Serat jenis liyane diarani minangka aktuator elektromekanis kanthi inti sing bisa ditarik. Ing kasus iki, solenoid diwenehake karo pasangan magnetik feromagnetik njaba.

Saiki, piranti bisa nggabungake hidrolika lan elektronika. Ing basis papat model digawe:

• Kaping pisanan bisa ngontrol tekanan garis.
• Model kapindho bedo saka sing liyane kanthi ngontrol kontrol clutch locking ing torque converters.
• Model kaping telune ana ing komposisi tekanan komposisi sing tanggung jawab kanggo ngoper kecepatan.
• Kaping papat iku dikontrol utawa katutup hidrolik.

Rumus perlu kanggo petungan

Kanggo nemokake induktansi solenoid, rumus kasebut minangka:

• L = μ0n ² V,

Ing ngendi μ0 nuduhake permeabilitas magnetik saka vakum, n iku nomer dadi, lan V minangka volume solenoid.

Sampeyan uga bisa ngitung inductance saka solenoid nggunakake rumus liyane:

• L = μ0N ² S: l,

Dene S minangka area lintasan, lan l yaiku solenoid dawa.

Kanggo nemokake induktansi saka solenoid, rumus kasebut ditrapake marang salah siji sing cocok kanggo solusi kanggo masalah iki.

Kerja langsung lan saiki ganti

Medan magnet, sing digawe nang koil, diarahake nang sumbu, lan padha karo:

• B = μ0nI,

Ing ngendi μ0 yaiku permeabilitas magnetik saka vakum, n iku nomer sing dadi, lan aku minangka nilai saiki.

Nalika arus saiki ngeterake solenoid, kumparan iki nyimpen energi, sing padha karo kerja sing dibutuhake kanggo ngetokake saiki. Kanggo ngetung inductance ing kasus iki, formula digunakake minangka ing ngisor iki:

• E = LI ² : 2,

Ing ngendi L nuduhake nilai inductance, lan E - energi nyimpen.

EMF saka induksi dhewe ana nalika saiki ing solenoid owah.

Ing kasus operasi AC, sawijining medan magnet sing diganti muncul. Arah kekuatan tarik bisa diganti, utawa bisa tetep ora owah. Kasus pisanan occurs nalika solenoid digunakake minangka elektromagnet. Lan sing liyane, nalika jangkar digawe saka bahan magnetik sing alus. Solenoid AC duweni resiko rumit, sing kalebu resistansi angin lan induktansi.

Aplikasi sing paling umum saka solenoids saka jinis pisanan (arus langsung) ing peran drive daya progresif. Kekuwatan gumantung marang struktur inti lan awak. Conto panggunaan yaiku karya gunting nalika ngecek cek ing daftar kas, klep ing mesin lan sistem hidrolik, kunci kunci. Solenoids saka jinis liya digunakake minangka inductors kanggo induksi dadi panas ing pawon kobong.

Werna oscillatory

Circuit resonan sing paling gampang yaiku sirkuit osilator urut sing kasusun saka induktor lan kapasitor sing lumantar arus bolak-balik. Kanggo nemtokake induktansi kumparan, formula digunakake minangka ing ngisor iki:

• XL = W x L,

Ing ngendi XL nuduhake reaktan saka koil, lan W minangka frekuensi sirkular.

Yen reactance kapasitor digunakake, formula bakal katon kaya iki:

Xc = 1: W x C.

Karakteristik penting saka sirkuit oscillatory yaiku frekuensi resonansi, resistance gelombang lan faktor Q-sirkuit. Kapisan kawiwitan frekuensi, ing ngendi perlawanan sirkuit kasebut minangka sifat aktif. Kapindho nuduhake yen réaktansi ing frekuensi resonansi lumaku ing antarane jumlah kasebut minangka kapasitansi lan induktansi saka rangkaian oscillatory. Karakteristik katelu nemokake amplitudo lan jembar saka ciri frekuensi amplitudo saka resonansi lan nuduhake dimensi cadangan energi ing sirkuit sajrone ngurangi energi ing periode siji osilasi. Ing teknik iki, karakteristik frekuensi saka sirkuit dianggep nggunakake respon frekuensi. Ing kasus iki, sirkuit kasebut dianggep minangka jaringan terminal papat. Nalika nggambar grafik, nilai koefisien transmisi voltase (K) digunakake. Nilai iki nuduhake rasio tegangan output menyang tegangan input. Kanggo sirkuit sing ora ngemot sumber energi lan beda amplifying unsur, Nilai koefisien ora luwih saka persatuan. Iku cenderung nol nalika, ing frekuensi liyane saka resonan, resistance sirkuit dhuwur. Yen resistance minimal, koefisien cedhak karo kamanunggalan.

Kanthi sirkuit osilator paralel, kalih unsur reaktif kanthi reaksi ingkang beda kasedhiyakake. Panganggone contour kaya iki ngandhut kawruh yen nalika klebu sajrone unsur kudu nambah konduktivitas, nanging ora tahan. Ing frekuensi resonansi, total konduktivitas sirkuit punika nol, sing nuduhake sawijining resistensi sing ora pati gede kanggo ngowahi arus. Kanggo sirkuit ing ngendi kapasitansi (C), resistance (R) lan induktansi dipasrahake, rumus nggabungake lan Q (Q) yaiku:

• Q = R√C: L.

Nalika daur ulang pérak ngoperasikaké ing salah siji periode osilasi, sawijining ijol-ijolan energi dumadi ing antarane kapasitor lan kumparan kaping pindho. Ing kasus iki, saiki daur ulang sing luwih gedhe tinimbang nilai saiki ing sirkuit njaba.

Operasi kondensor

Piranti kasebut minangka jaringan rong terminal konduktivitas sing kurang lan karo nilai kapasitansi variabel utawa konstan. Nalika kapasitor ora dibebani, resistance kasebut cedhak karo nol, sa sawayo padha karo infinity. Yen sumber saiki dipateni saka unsur iki, dadi sumber kasebut nganti bisa dibuwang. Pemanfaatan kapasitor ing electronics yaiku peran saringan sing mbebayani. Piranti iki ing unit daya ing sirkuit daya digunakake kanggo mbentuk sistem ing dhuwur beban. Iki adhedhasar kemampuan sawijining unsur kanggo ngliwati komponen gantian, nanging saiki ora konstan. Sing luwih dhuwur frekuensi komponèn, sing luwih murah yaiku resistansi kapasitor. Akibaté, kabeh interferensi sing liwat voltase DC dibungkus liwat kapasitor.

Resistensi unsur kasebut gumantung marang kapasitas. Miwiti saka iki, bakal luwih bener kanggo masang kapasitor kanthi volume sing beda kanggo nyekel macem-macem gangguan. Amarga kemampuan piranti ngirimake arus langsung mung sajrone wektu pangisian daya, iki digunakake minangka unsur wektu ing generator utawa minangka sambungan mbentuk pulsa.

Condenser kalebu akeh jinis. Umumé, klasifikasi adhedhasar jinis dielektrik, amarga parameter iki nemtokake stabilitas kapasitansi, resistance insulasi lan sateruse. Sistematisasi nilai kasebut yaiku:

1. Condenser karo dielektrik gas.
2. Vacuum.
3. Kanthi dielektrik cair.
4. Kanthi dielektrik anorganik padat.
5. Kanthi dielektrik organik padhet.
6. Solid state.
7. Elektrolisis.

Ana klasifikasi kapasitor kanthi tujuan (umum utawa khusus), kanthi sipat proteksi marang faktor eksternal (dilindhungi lan ora dilindhungi, diisolasi lan ora diisolasi, dimeteraikan lan disegel), ing teknik pemasangan (kanggo hinged, dicithak, permukaan, terminal kacau, ). Uga, piranti kasebut bisa dibedakake kanthi kemampuan kanggo ngganti kapasitas:

1. Kapasitas pancet, yaiku kapasitansi sing tansah konstan.
2. Trimming. Kapasitasé ora owah kanthi operasi peralatan, nanging bisa disetel kanthi bebarengan utawa sacara periodik.
3. Variabel. Iki minangka kapasitor sing ngidini owah-owahan ing kapasitansi sajrone ngoperasikake peralatan kasebut.

Induktansi lan kapasitor

Unsur sing saiki duweni piranti bisa nggawe induktansi dhewe. Iki minangka bagéan struktural kayata masonry, nyambungake bus, ndalan saiki, terminal lan sekring. Sampeyan bisa nggawe inductance tambahan saka kapasitor dening nempel ing busbars. Mode operasi sirkuit listrik gumantung marang inductance, capacitance lan resistance aktif. Rumus kanggo ngitung induktansi, sing katon nalika nyedhak frekuensi resonan, yaiku:

• Ce = C: (1 - 4Π ² f ² LC),

Where Ce nemokake kapasitas efektif kapasitor, C nuduhake kapasitansi nyata, f yaiku frekuensi, L yaiku induktansi.

Nilai inductance kudu tansah dipertimbangkan nalika nggarap kapasitor daya. Kanggo kapasitor pulsed, nilai induktansi intrinsik paling penting. Discharge sing ana ing sirkuit induktif lan duwe rong tipe - aperiodic lan oscillatory.

Ing induktansi ing kapasitor gumantung marang skema koneksi unsur kasebut. Contone, kanthi sambungan parallel saka bagean lan bus, nilai iki padha karo jumlah induktansi saka bus utama lan paket pin. Kanggo nemokake induktansi kasebut, rumus kasebut minangka kaya mangkene:

• Lk = Lp + Lm + Lb,

Ngendi Lk nuduhake inductance piranti, Lp-paket, Lm-main bus, lan Lb-inductance saka terminal.

Yen, kanthi sambungan paralel, arus bis beda-beda sajrone dawane, banjur induktansi sing padha ditemtokake kaya mangkene:

• Lk = Lc: n + μ0 lxd: (3b) + Lb,

Ing ngendi l dawane ban, b iku jembaré, lan d iku jarak antara ban.

Kanggo ngurangi inductance piranti kudu manggon bagean condenser dipanggonke supaya Magnetik kolom sing bebarengan menehi ganti rugi. Ing tembung liyane, ing bagean konduktif saka gerakan padha perlu saiki kanggo mbusak saben liyane minangka adoh sabisa, lan kanggo nggawa bebarengan ing arah ngelawan. Nalika kanthi beya karo mudun kekandelan dielektrik bisa ngurangi bagean inductance. Iki bisa ngrambah malah dening misahake siji bagean karo jumlah gedhe kanggo sing Luwih liyane cethek.