Индуктивността е мярка за способността компонентите в електрическата верига събират енергиягнитното поле. Той същока е мярка за връзката между тока игнитното поле. Тя се сравнява и с инерцията електричеството,кто е в случая ссатато мярка за инерцията механичните тела.
Съдържание
Феноменътмоиндукцията
Феноменътмоиндукцията възниква, когато токът, протичащ през проводяща верига, се променя по големина. В този случайгнитният поток през веригата се променя и изходите токоватамка възниква ЕМП,речена ЕМПмоиндукция.зи ЕМП е противоположна посоката тока и евна:
ε=-∆F/∆t=-L*(∆I/∆t)
Очевидно е, че ЕМПмоиндукция евна скоростта промянагнитния поток, причинена от промяната тока, протичащ през веригата, и същока е пропорционална скоростта промяна тока. Коефициентът пропорционалност между ЕМПмоиндукцията и скоростта изменение тока серича индуктивност и се означава с L.зи стойност е винаги положителна и има единица по SI 1 Хенри (1 Gn). Използват се и дробнисти - милигенери и микрогенери. Може сеже, че индуктивност от 1 Хенри елице, ако промяна в тока от 1 ампер предизвиква ЕМП от 1 волтмоиндукция. Индуктивност има немо верига, но и единичен проводник и бобина, които могат бъдат представенито множество последователно свързани вериги.
Енергията се съхранява в индуктивността, която може се изчислито W=L*I2/2, където:
- W - енергия, J;
- L - индуктивност, Gn;
- I е токът вмотката, A.
Тук енергията е правопропорционална индуктивносттамотката.
Важно! В техниката индуктивността се отнася и до устройството, в което се съхранява електрическото поле. Действителният елемент, който ей-близо дози дефиниция, е индукционната бобина.
Общата формула за изчисляване индуктивността физическамотка е сложна и неудобна за практически изчисления. Полезно е се запомни, че индуктивността е пропорционална броявивките, диаметърамотката и зависи от геометричната форма. Индуктивността се влияе и отгнитната проницаемост сърцевината, върху която е поставенамотката, но не се влияе от тока, протичащ презмотките. За се изчисли индуктивността, всеки път трябва се използват формулите,дени за конкретната конструкция.пример за цилиндричнамотка основната ѝрактеристика се изчислява по формулата:
L=μ*μ*(N2*S/l),
където:
- μ е относителнатагнитна проницаемост сърцевинатамотката;
- μ - егнитна константа, 1,26*10-6 Gn/m;
- N - брой завъртания;
- S - площмотката
- l - геометричната дължинамотката.
За изчисляване индуктивността цилиндричнимотки имотки с други форми ей-добре се използватлкулатори, включително онлайнлкулатори.
Свързване индуктори последователно иралелно
Индуктивностите могат се свързват последователно илиралелно,то се създава комплект с новирактеристики.
Паралелна връзка
Когатомотките свързаниралелно,преженията всички елементивни, а токовете (редуване) обратнопропорционални индуктивностите елементите.
- U=U1=U2=U3;
- I=I1+I2+I3.
Общата индуктивностдена верига се определято 1/L=1/L1+1/L2+1/L3. Формулата елидна за всякакъв брой елементи, а за двемотки тя се опростява до L=L1*L2/(L1+L2). Очевидно е, че получената индуктивност е по-малка от индуктивността елемента сй-ниска стойност.
Връзка в серия
При този тип свързване един и същ ток протича през верига, съставена отмотки, апрежението (променливо!) върху всеки компонент във веригата сезпределя пропорционално индуктивността всеки елемент:
- U=U1+U2+U3;
- I=I1=I2=I3.
Общата индуктивност евна сумата от всички индуктивности и е по-голяма от индуктивността елемента сй-висока стойност. Затовази връзка се използва, когато е необходимо се увеличи индуктивността.
Важно! При последователно илиралелно свързванемотките формулите за изчисление вернимо в случаите, когато взаимното влияниегнитните полета елементите е елиминирано (чрез екраниране, големизстояния и др.). Ако влиянието елице, тогава общата стойност индуктивността ще зависи от взаимнотозположениемотките.
Някои практически въпроси и конструкции индукционни бобини
В практиката се използватзлични конструкции индукционни бобини. В зависимост от предназначението и приложението устройствата могат бъдат изработени позличничини, но трябва се вземат предвид ефектите реалнитемотки.
Коефициентчество индуктивна бобина
Освен индуктивност, реалната бобина има няколкораметъра,то един отй-важните е коефициентътчество.зи стойност определя загубите вмотката и зависи от:
- омични загуби в проводникамотката (колкото по-високо е съпротивлението, толкова по-нисък е коефициентътчество);
- Диелектрични загуби в изолацията проводника имкатамотката;
- загуби щит;
- Основни загуби.
Всички тези величини определят съпротивлението загубите, акторътчеството е безразмерна стойност,вна Q=ωL/R загуби, където:
- ω = 2*π*F - кръгова честота;
- L - индуктивност;
- ωL - реактивност бобината.
Най-общо може сеже, че коефициентътчество евен отношението реактивното (индуктивното) съпротивление към активното съпротивление. От една страна, числителятраства с увеличаване честотата, но в същото време поради ефекта кожата съпротивлението загубите същораства,томалява ефективното сечение проводника.
Ефект върху кожата
За семали влиянието чужди тела,кто и електрическите игнитните полета и взаимното влияние елементите чрез тези полета,мотките (особено високочестотните) често се поставят в щит. В допълнение към благоприятния си ефект, екранирането води домаляване стойността Qмотката,маляване индуктивността и увеличаванеразитнияпацитет. Освен това, колкото по-близо стените екрана домотките бобината, толкова по-голям е вредният ефект. Затова екранираните бобини почти винаги проектираника, че могат се регулират.
Регулируема индуктивност
В някои случаи е необходимо точно се зададе стойността индуктивността място след свързване бобината към други елементи веригата,то се компенсират отклоненията пристройката. За целта се използватзлични методи (чрез превключване обороти и др.), ной-точният и плавен метод е регулирането сърцевината. Той е изработен под формата пръчка с резба, която може се завъртавътре ивън вмката,то по тозичин се регулира индуктивносттамотката.
Променлива индуктивност (вариометър)
Когато е необходимо оперативно регулиране индуктивността или индуктивното свързване, се използватмотки сзлична конструкция. Те съдържат двемотки - подвижна и неподвижна. Общата индуктивност евна сумата от индуктивностите дветемотки и взаимната индуктивност между тях.
Чрез промяна относителното положение еднатамотка спрямо другата се регулира общата стойност индуктивността.кова устройство серичариометър и често се използва в комуникационното оборудване застройка резонансни вериги в случаите, когато по някаква причина не могат се използват променливи кондензатори.риометърът е доста тромав, което ограничава използването му.
Индуктивност под формата печатна бобина
Намотките с ниска индуктивност могат бъдат изработенито спирала отпечатани проводници. Предимствата този дизайн:
- възможност за производство;
- висока повторяемост.
Недостатъците невъзможността за финастройка по време регулирането и трудното постигане високи индуктивности - колкото по-висока е индуктивността, толкова повече място заема бобината върху платката.
Намотка със секционнамотка
Индуктивност безпацитет съществувамортия. При всяко физическо изпълнениемотка веднага се появяваразитенпацитет междумотките. В много случаи това е вредно явление. Блуждаещиятпацитет се прибавя къмпацитета LC-веригата,томалява резонансната честота и коефициентачество трептящата система.мотката същока има собствена резонансна честота, която предизвиква нежелани явления.
За семали блуждаещиятпацитет, се използватзлични методи,й-простият от които е индукторът севие няколко последователно свързани секции. При този тип свързване индуктивностите се събират и общиятпацитет семалява.
Индуктивна бобина върху тороидална сърцевина
Линиитегнитното поле цилиндрична индукционна бобина минават през вътрешността бобината (ако има сърцевина, тогава през нея) и се свързваткъсовън през въздуха. Тозикт води до няколко недостатъка
- индуктивността семалява;
- характеристикитемотката по-малко изчислими;
- Всеки обект, въведен във външнотогнитно поле, променяраметритемотката (индуктивност, блуждаещпацитет, загуби и др.),ка че в много случаи е необходимо екраниране.
Намотките,вити тороидални сърцевини (под формата пръстен или "багел"), до голяма степен освободени от тези недостатъци.гнитните линии се движат вътре в ядрото под формата затворени контури. Това означава, че външните обекти практически не оказват влияние върхураметритемотка,витакава сърцевина, и закава конструкция не е необходимо екраниране. Индуктивността също се увеличава, привни други условия, ирактеристиките се изчисляват по-лесно.
Един от недостатъцитемотките,вити торуси, е невъзможността за плавно регулиране индуктивността място. Друг проблем е високата трудоемкост и ниската технологиявиване. Това обаче се отнася в по-голяма или по-малка степен за всички индуктивни елементито цяло.
Същока често срещан недостатък физическото изпълнение индуктивността големитесовизмери, относително нискатадеждност и ниската ремонтопригодност.
Ето защо в технологията се прави опит се премахнат индуктивните компоненти. Но това не винаги е възможно,ка че в обозримо бъдеще и в средносрочен план ще се използват компоненти свиване.
Свързани статии:
