Индуктивност: формулата. Измерване на индуктивността. Индуктивност на веригата

Кой в училище не е изучавал физика? За някой беше интересно и разбираемо, а някой пое учебници, опитвайки се да научи сложни понятия по сърце. Но всеки от нас си спомни, че светът се основава на физическите знания. Днес ще говорим за такива концепции като текущата индуктивност, индуктивност на веригата и ще разберем какъв вид кондензатори са и какъв е соленоидът.

Електрическа верига и индуктивност

Индуктивността служи за характеризиране на магнитните свойства на електрическата верига. Тя се определя като коефициент на пропорционалност между текущия електрически ток и магнитния поток в затворен контур. Потокът се създава от този ток през повърхността на контура. Друго определение е, че индуктивността е параметър на електрическата верига и определя ЕМФ за самоиндукция. Терминът се използва за обозначаване на елемента на веригата и е необходимо да се характеризира ефектът на самоиндукцията, който беше открит от Д. Хенри и М. Фарадей независимо един от друг. Индуктивността е свързана с формата, размера на контура и стойността на магнитната пропускливост на околната среда. В единицата SI за измерване тази стойност се измерва в къна и се обозначава като L.

Самоиндикация и измерване на индуктивност

Индуктивността е количество, което е равно на съотношението на магнитния поток, преминаващ през всички завои на веригата до тока на тока:

• L = N × F: I.

Индуктивността на веригата зависи от формата, размерите на веригата и от магнитните свойства на средата, в която е разположена. Ако електрическият ток протича в затворен контур, тогава възниква променящо се магнитно поле. Това впоследствие ще доведе до появата на ЕМП. Раждането на индукционен ток в затворена верига се нарича "самоиндукция". Съгласно правилото Lenz стойността не позволява токът в схемата да се промени. Ако се открие самоиндуктивност, може да се използва електрическа верига, в която паралелно се свързват резистор и серпентина с желязна сърцевина. В серия от тях са свързани и електрически лампи. В този случай съпротивлението на резистора е равно на съпротивлението при постоянен ток намотка. Резултатът ще бъде ярко изгаряне на лампите. Феноменът на самоиндуктивността заема едно от основните места в областта на радиотехниката и електротехниката.

Как да намерите индуктивност

Формулата, която е най-проста за намиране на стойността, е както следва:

• L = F: I,

където F е магнитният поток, а аз е токът в схемата.

Чрез индуктивност може да се изрази ЕМФ на самоиндукция:

• Ei = -Lx dl: dt.

Формулата предполага извод за цифровото равенство на индукция с ЕМФ, който възниква във веригата, тъй като токовата сила се променя с един амперметър в секунда.

Променливата индуктивност прави възможно намирането на енергията на магнитното поле:

• W = L I² : 2.

"Бобина на резбата"

Индуктивната бобина е медна жица с изолирана рана върху твърда основа. Що се отнася до изолацията, изборът на материал е широк - това е лакът, изолацията на влакната и тъканта. Магнитудът на магнитния поток зависи от площта на цилиндъра. Ако токът в серпентината се увеличи, магнитното поле ще стане по-голямо и обратно.

Ако се приложи електрически ток към серпентината, в него ще се появи напрежение, противоположно на тока, но внезапно изчезва. Този тип стрес се нарича електромоторна сила самостоятелно индуктивност. Когато напрежението се прилага към серпентината, текущата променя стойността си от 0 до определено число. Напрежението в този момент също се променя според закона на Ом:

• I = U: R,

където аз характеризирам текущата сила, U - показва напрежението, R - бобина съпротива.

Друга особеност на намотката е следният факт: ако веригата "източник на бобина" е отворена, EMF ще бъде добавен към напрежението. Токът ще расте и в началото, а след това той ще намалее. Това предполага първия комутационен закон, който гласи, че токът в индуктора не се променя мигновено.

Сондата може да бъде разделена на два вида:

1. С магнитен връх. В ролята на материала на сърцето са феритите и желязото. Ядрата служат за увеличаване на индуктивността.
2. С немагнитни. Използва се в случаите, когато индуктивността не е повече от пет милиграма.

Устройствата се различават по външен вид и вътрешна структура. В зависимост от тези параметри се установява индуктивността на намотката. Формулата във всеки случай е различна. Например, за еднослойна намотка, индуктивността ще бъде:

• L = 10 микрон-0 Пи-N²R² : 9R + 10 1.

И тук вече за многослойна друга формула:

• L = микро-0N²R² :2Pi- (6R + 9l + 10w).

Основните изводи, свързани с работата на намотките:

1. На цилиндричен ферит най-голямата индуктивност възниква в средата.
2. За да се получи максималната индуктивност, е необходимо да се внесат намотки на серпентината.
3. Индуктивността е по-малка, толкова по-малък е броят на завоите.
4. В тороидното ядро ​​разстоянието между завоите не играе ролята на серпентина.
5. Стойността на индуктивността зависи от "завъртанията в квадрата".
6. Ако индуктори са свързани в серия, тогава тяхната обща стойност е равна на сумата на индуктивността.
7. При паралелно свързване трябва да се внимава индуцерите да са разположени на борда на разстояние. В противен случай техните показания ще бъдат неточни поради взаимното влияние на магнитните полета.

соленоид

Този термин се отнася до цилиндрична намотка, направена от тел, която може да бъде навита на един или повече слоеве. Дължината на цилиндъра е много по-голяма от диаметъра. Поради тази характеристика, когато се прилага ток към соленоидната кухина, се получава магнитно поле. Скоростта на промяна на магнитния поток е пропорционална на промяната в тока. Индуктивността на соленоида в този случай се изчислява, както следва:

• df: dt = L dl: dt.

Друг тип намотка се нарича електромеханичен задвижващ механизъм с прибиращо се жило. В този случай соленоидът се доставя с външно феромагнитно магнитно ядро.

Днес устройството може да комбинира хидравлика и електроника. На тази основа са създадени четири модела:

• Първият е в състояние да контролира натиска на линията.
• Вторият модел се различава от другия чрез принудително управление на заключването на съединителя в преобразувателите на въртящия момент.
• Третият модел съдържа в състава си регулатори на налягането, които отговарят за работата при превключване на скоростите.
• Четвъртият е хидравлично управляван или клапани.

Необходими формули за изчисления

За да намерите индуктивността на соленоид, формулата се прилага, както следва:

• L = микро-0n²V,

където micro-0 показва магнитната пропускливост на вакуума, n е броят на завоите, V е обемът на соленоида.

Също така е възможно да се изчисли индуктивността на соленоида, използвайки друга формула:

• L = микро-0N²S: 1,

където S е напречното сечение и l е дължината на соленоида.

За да намерите индуктивност на соленоид, формулата се прилага за всяка, която отговаря на решението на този проблем.

Работа по директен и променлив ток

Магнитното поле, което се създава вътре в намотката, е насочено по оста и е равно на:

• B = микро-0nI,

където micro-0 е магнитната пропускливост на вакуума, n е броят на завоите и I е текущата стойност.

Когато токът се движи по соленоид, бобината съхранява енергия, която е равна на работата, необходима за установяване на тока. За да се изчисли индуктивността в този случай, формулата се използва, както следва:

• E = LI² :2

където L показва стойността на индуктивността и Е - енергията на съхранение.

EMF на самоиндукция възниква, когато токът в соленоида се промени.

При работа с променлив ток се появява алтернативно магнитно поле. Посоката на силата на привличане може да варира или да остане непроменена. Първият случай се случва, когато даден електромагнит се използва като електромагнит. И втората, когато котвата е направена от мек магнитен материал. AC соленоидът има сложна съпротива, която включва съпротивлението на намотката и неговата индуктивност.

Най-често срещаното приложение на соленоиди от първия тип (постоянен ток) е в ролята на прогресивно задвижване на двигателя. Силата зависи от структурата на сърцевината и тялото. Примери за използване са работата на ножици при рязане на проверки в касови апарати, вентили в двигатели и хидравлични системи, ключалки на ключалки. Соленоиди от втори тип се използват като индуктори за индукционно нагряване в тигелни пещи.

Осцилаторни контури

Най-простата резонансна схема е последователна осцилаторна верига, състояща се от включените индуктори и кондензатор, през който протича променлив ток. За да се определи индуктивност на намотката, използваната формула е:

• XL = W x L,

където XL показва реактивността на намотката и W е кръговата честота.

Ако е реактивен съпротивление на кондензатора, формулата ще изглежда така:

Xc = 1: W x C.

Важни характеристики на осцилаторната верига са резонансната честота, вълнов импеданс и фактора за качество на веригата. Първият характеризира честотата, когато съпротивлението на бримката е от активен характер. Вторият показва как реактивът при резонансната честота преминава между такива количества като капацитета и индуктивността на колебателната верига. Третата характеристика определя амплитудата и ширината амплитудно-честотни характеристики (AFC) резонанс и показва размера на енергийния резерв във веригата в сравнение с загубите на енергия в един период на трептене. В техниката честотните характеристики на схемите се оценяват с помощта на честотна характеристика. В този случай веригата се разглежда като четири-терминална мрежа. При изобразяване на графики се използва стойността на коефициента на предаване на напрежението (K). Тази стойност показва съотношението на изходното напрежение към входното напрежение. За вериги, които не съдържат източници на енергия и различни усилващи елементи, стойността на коефициента не е повече от единство. Тя има тенденция към нула, когато на честоти, различни от резонанс, съпротивлението на веригата е високо. Ако стойността на съпротивлението е минимална, тогава коефициентът е близък до единството.

С паралелна осцилаторна верига са включени два реактивни елемента с различна реактивност. Използването на този вид контур предполага знание, че при паралелно включване на елементи е необходимо да се добави само тяхната проводимост, но не и съпротива. При резонансната честота общата проводимост на веригата е нула, което показва безкрайно голяма устойчивост на променлив ток. За верига, в която са включени паралелно параметрите на съпротивлението (C), съпротивлението (R) и индуктивността, комбинацията между тях и Q (Q) е:

• Q = Rradic-C: L.

Когато паралелен контур работи в един период на колебание, между кондензатора и намотката се случва два пъти. В този случай се появява цикъл на тока, който е много по-голям от текущата стойност във външната верига.

Работа на кондензатора

Устройството е дву-терминална мрежа с ниска проводимост и с променлива или постоянна кондензационна стойност. Когато кондензаторът не е зареден, неговата съпротива е близка до нула, в противен случай тя е равна на безкрайност. Ако източникът на ток е прекъснат от този елемент, той става този източник, докато не бъде разрешен. Използването на кондензатор в електрониката е ролята на филтрите, които премахват шума. Това устройство в захранващите блокове на силовите вериги се използва за захранване на системата при високи натоварвания. Това се основава на способността на даден елемент да премине променлив компонент, но неконстантен ток. Колкото по-висока е честотата на компонента, толкова по-ниска е съпротивлението на кондензатора. В резултат на това чрез кондензатор всички интерференции, които пресичат DC напрежението, са заглушени.

Съпротивлението на елемента зависи от капацитета. Като се започне от това, ще бъде по-правилно да се поставят кондензатори с различни обеми, за да се уловят различни видове смущения. Поради способността на устройството да предава постоянен ток само по време на периода на зареждане, той се използва като отнемащ време елемент в генераторите или като оформяща връзка на импулс.

Кондензаторите идват в много видове. По принцип класификацията се основава на типа на диелектрик, тъй като този параметър определя стабилността на капацитета, съпротивлението на изолацията и т.н. Систематизацията на тази стойност е следната:

1. Кондензатори с газообразен диелектрик.
2. Вакуум.
3. С течен диелектрик.
4. С твърд неорганичен диелектрик.
5. С твърд органичен диелектрик.
6. Твърдо състояние.
7. Електролитен.

Има дестинация класификация кондензатори (обща или специална), естеството на защита срещу външни фактори (защитени и незащитени, изолирани и неизолирани, опаковани и запечатани) техника инсталация (разклонител, печат, повърхност с винт за закрепване, модула щифт ). устройството може да се отличава с възможността за промяна на капацитета:

1. Постоянни кондензатори, т.е. чийто капацитет винаги е постоянен.
2. Тример. Техният капацитет не се променя с работата на оборудването, но може да се регулира веднъж или периодично.
3. Променливи. Това са кондензатори, които позволяват промяна на капацитета по време на работа на оборудването.

Индуктивност и кондензатор

Текущо носещите елементи на устройството са в състояние да създадат своя собствена индуктивност. Това са структурни части като зидария, свързващи автобуси, текущи проводници, терминали и предпазители. Можете да създадете допълнителни кондензатор индуктивност чрез закрепване на шини. Работният режим на електрическата верига зависи от индуктивността, капацитета и активното съпротивление. Формулата за изчисляване на индуктивността, която се появява при приближаването на резонансната честота, е както следва:

• Ce = С: (1-4р-²е²LC),

където Ce определя ефективния капацитет на кондензатора, C показва действителния капацитет, f е честотата, L е индуктивността.

Стойността на индуктивността винаги трябва да се има предвид при работа с кондензатори на мощност. За импулсни кондензатори стойността на вътрешната индуктивност е най-важна. Изхвърлянето им попада върху индуктивната верига и има два вида - апериодични и осцилаторни.

Индуктивността в кондензатора зависи от схемата на свързване на елементите в него. Например, с паралелно свързване на секции и автобуси тази стойност е равна на сумата от индуктивите на основната шина и шини. За да намерите такава индуктивност, формулата е, както следва:

• Lk = Lp + Lm + Lb,

където Lk показва индуктивност на устройството, Lp-пакет, Lm - основна шина и Lb - индуктивност на терминалите.

Ако при паралелно свързване токовият ток се променя по дължината му, тогава еквивалентната индуктивност се дефинира по следния начин:

• Lk = Lc: n + микро-0 1 х d: (ЗЬ) + Lb,

където l е дължината на гумите, b е неговата широчина, а d е разстоянието между гумите.

За да се намали индуктивността на устройството, е необходимо да се поставят текущо носещи части на кондензатора, така че техните магнитни полета да са взаимно компенсирани. С други думи, частите, носещи ток със същото движение на тока, трябва да бъдат извадени една от друга, доколкото е възможно, и заедно с обратната посока. Когато се комбинират токовите колектори с намаляване на дебелината на диелектрика, индуктивността на сечението може да бъде намалена. Това може да се постигне дори чрез разделянето на една секция с голям обем на няколко с по-малък капацитет.