ఇండక్టెన్స్ అనేది అయస్కాంత క్షేత్ర శక్తిని నిల్వ చేయడానికి ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్‌లోని భాగాల సామర్థ్యాన్ని కొలవడం. ఇది ప్రస్తుత మరియు అయస్కాంత క్షేత్రం మధ్య సంబంధాన్ని కొలవడం కూడా. ద్రవ్యరాశి అనేది యాంత్రిక వస్తువుల జడత్వం యొక్క కొలమానం కనుక ఇది విద్యుత్ జడత్వంతో కూడా పోల్చబడుతుంది.
కంటెంట్‌లు
స్వీయ ప్రేరణ యొక్క దృగ్విషయం
కండక్టింగ్ సర్క్యూట్ ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్ పరిమాణంలో మారుతూ ఉంటే, స్వీయ-ఇండక్షన్ యొక్క దృగ్విషయం సంభవిస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, సర్క్యూట్ మార్పుల ద్వారా అయస్కాంత ప్రవాహం, మరియు సెల్ఫ్-ఇండక్షన్ EMF అని పిలువబడే EMF ప్రస్తుత ఫ్రేమ్ యొక్క లీడ్స్ వద్ద పుడుతుంది. ఈ EMF కరెంట్ దిశకు వ్యతిరేకం మరియు దీనికి సమానంగా ఉంటుంది:
ε=-∆F/∆t=-L*(∆I/∆t)
సహజంగానే, సెల్ఫ్-ఇండక్షన్ EMF అనేది సర్క్యూట్ ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్‌లో మార్పు వల్ల ఏర్పడే అయస్కాంత ప్రవాహంలో మార్పు రేటుకు సమానం మరియు కరెంట్‌లో మార్పు రేటుకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.స్వీయ-ఇండక్షన్ యొక్క EMF మరియు కరెంట్ యొక్క మార్పు రేటు మధ్య అనుపాతత యొక్క గుణకం ఇండక్టెన్స్ అని పిలువబడుతుంది మరియు L ద్వారా సూచించబడుతుంది. ఈ విలువ ఎల్లప్పుడూ సానుకూలంగా ఉంటుంది మరియు 1 హెన్రీ (1 Gn) యొక్క SI యూనిట్‌ను కలిగి ఉంటుంది. పాక్షిక భిన్నాలు, మిల్లీజెనరీలు మరియు మైక్రోజెనరీలు కూడా ఉపయోగించబడతాయి. 1 ఆంపియర్ యొక్క కరెంట్‌లో మార్పు 1 వోల్ట్ స్వీయ-ఇండక్షన్ యొక్క EMFకి కారణమైతే మనం 1 హెన్రీ యొక్క ఇండక్టెన్స్ గురించి మాట్లాడవచ్చు. సర్క్యూట్‌కు ఇండక్టెన్స్ మాత్రమే కాకుండా, ఒకే కండక్టర్ మరియు కాయిల్ కూడా ఉంటాయి, వీటిని సిరీస్‌లోని సర్క్యూట్‌ల సమితిగా సూచించవచ్చు.
శక్తి ఇండక్టెన్స్‌లో నిల్వ చేయబడుతుంది, దీనిని W=L*Iగా లెక్కించవచ్చు2/2, ఎక్కడ:
- W - శక్తి, J;
- L - ఇండక్టెన్స్, Gn;
- I - కాయిల్‌లో కరెంట్, A.
మరియు ఇక్కడ శక్తి కాయిల్ యొక్క ఇండక్టెన్స్‌కు నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.
ముఖ్యమైనది! ఇంజనీరింగ్‌లో, ఇండక్టెన్స్ అనేది ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ నిల్వ చేయబడిన పరికరాన్ని కూడా సూచిస్తుంది. ఈ నిర్వచనానికి దగ్గరగా ఉన్న నిజమైన మూలకం ఒక ఇండక్టర్ కాయిల్.
భౌతిక కాయిల్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ను లెక్కించడానికి సాధారణ సూత్రం సంక్లిష్టమైన రూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు ఆచరణాత్మక గణనలకు అసౌకర్యంగా ఉంటుంది. ఇండక్టెన్స్ మలుపుల సంఖ్యకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుందని గుర్తుంచుకోవడం ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది, కాయిల్ యొక్క వ్యాసం మరియు రేఖాగణిత ఆకారంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. కాయిల్ ఉన్న కోర్ యొక్క అయస్కాంత పారగమ్యత ద్వారా కూడా ఇండక్టెన్స్ ప్రభావితమవుతుంది, కానీ కాయిల్స్ ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్ ద్వారా ప్రభావితం కాదు. ఇండక్టెన్స్ను లెక్కించడానికి, ప్రతిసారీ మీరు నిర్దిష్ట డిజైన్ కోసం ఇచ్చిన సూత్రాలను సూచించాలి. అందువలన, ఒక స్థూపాకార కాయిల్ కోసం, దాని ప్రాథమిక లక్షణం సూత్రం ప్రకారం లెక్కించబడుతుంది:
L=μ*μ*(ఎన్2*క్ర.సం),
ఎక్కడ:
- μ అనేది కాయిల్ కోర్ యొక్క సాపేక్ష అయస్కాంత పారగమ్యత;
- μ - అయస్కాంత స్థిరాంకం, 1.26 * 10-6 Gn / m;
- N - మలుపుల సంఖ్య;
- S - కాయిల్ యొక్క ప్రాంతం;
- l - కాయిల్ యొక్క రేఖాగణిత పొడవు.
స్థూపాకార కాయిల్ మరియు ఇతర కాయిల్ ఆకారాల కోసం ఇండక్టెన్స్ను లెక్కించడానికి, ఆన్‌లైన్ కాలిక్యులేటర్‌లతో సహా కాలిక్యులేటర్ ప్రోగ్రామ్‌లను ఉపయోగించడం మంచిది.
శ్రేణిలో మరియు సమాంతరంగా ఇండక్టెన్స్‌లను కలుపుతోంది
ఇండక్టెన్స్‌లను శ్రేణిలో లేదా సమాంతరంగా అనుసంధానించవచ్చు, కొత్త లక్షణాలతో సమితిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
సమాంతర కనెక్షన్
కాయిల్స్ సమాంతరంగా అనుసంధానించబడినప్పుడు, అన్ని మూలకాలపై వోల్టేజీలు సమానంగా ఉంటాయి మరియు ప్రవాహాలు (ఏకాంతర) మూలకాల యొక్క ఇండక్టెన్స్‌లకు విలోమానుపాతంలో ఉంటాయి.
- U=U1= యు2= యు3;
- I=I1+I2+I3.
సర్క్యూట్ యొక్క మొత్తం ఇండక్టెన్స్ 1/L=1/Lగా నిర్వచించబడింది1+1/లీ2+1/లీ3. ఫార్ములా ఎన్ని మూలకాలకైనా చెల్లుతుంది మరియు రెండు కాయిల్స్ కోసం ఇది L=L రూపానికి సరళీకరించబడుతుంది1* ఎల్2/(ఎల్1+L2) ఫలితంగా వచ్చే ఇండక్టెన్స్ అత్యల్పంగా ఉన్న మూలకం యొక్క ఇండక్టెన్స్ కంటే తక్కువగా ఉంటుందని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది
సిరీస్ కనెక్షన్
ఈ రకమైన కనెక్షన్‌తో, అదే కరెంట్ కాయిల్స్‌తో తయారు చేయబడిన సర్క్యూట్ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది మరియు సర్క్యూట్ యొక్క ప్రతి భాగంపై వోల్టేజ్ (AC!) ప్రతి మూలకం యొక్క ఇండక్టెన్స్‌కు అనులోమానుపాతంలో పంపిణీ చేయబడుతుంది:
- U=U1+యు2+యు3;
- I=I1= నేను2= నేను3.
మొత్తం ఇండక్టెన్స్ అన్ని ఇండక్టెన్సుల మొత్తానికి సమానంగా ఉంటుంది మరియు అత్యధిక విలువ కలిగిన మూలకం యొక్క ఇండక్టెన్స్ కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల, ఇండక్టెన్స్ పెరుగుదలను పొందేందుకు అవసరమైనప్పుడు ఈ కనెక్షన్ ఉపయోగించబడుతుంది.
ముఖ్యమైనది! సిరీస్ లేదా సమాంతర బ్యాటరీలో కాయిల్స్ కనెక్ట్ చేసినప్పుడు, గణన సూత్రాలు ఒకదానికొకటి మూలకాల యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రాల పరస్పర ప్రభావం మినహాయించబడిన సందర్భాలలో మాత్రమే నిజం (షీల్డింగ్, పెద్ద దూరం మొదలైనవి). ప్రభావం ఉన్నట్లయితే, ఇండక్టెన్స్ యొక్క మొత్తం విలువ కాయిల్స్ యొక్క పరస్పర అమరికపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
ఇండక్టర్ కాయిల్స్ యొక్క కొన్ని ఆచరణాత్మక సమస్యలు మరియు నమూనాలు
ఆచరణలో ఇండక్టర్ కాయిల్స్ యొక్క వివిధ డిజైన్లను ఉపయోగిస్తారు. పరికరం యొక్క ప్రయోజనం మరియు అనువర్తనాన్ని బట్టి వివిధ మార్గాల్లో తయారు చేయవచ్చు, అయితే నిజమైన కాయిల్స్‌లో సంభవించే ప్రభావాలను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం అవసరం.
ఇండక్టర్ కాయిల్ యొక్క నాణ్యత కారకం
నిజమైన కాయిల్ ఇండక్టెన్స్‌తో పాటు అనేక పారామితులను కలిగి ఉంటుంది మరియు వాటిలో ముఖ్యమైనది నాణ్యత కారకం. ఈ విలువ కాయిల్‌లోని నష్టాలను నిర్ణయిస్తుంది మరియు దీనిపై ఆధారపడి ఉంటుంది:
- వైండింగ్ వైర్‌లో ఓహ్మిక్ నష్టాలు (ఎక్కువ ప్రతిఘటన, తక్కువ నాణ్యత కారకం);
- వైర్ యొక్క ఇన్సులేషన్ మరియు వైండింగ్ యొక్క ఫ్రేమ్లో విద్యుద్వాహక నష్టాలు;
- కవచంలో నష్టాలు;
- ప్రధాన నష్టాలు.
ఈ పరిమాణాలన్నీ నష్ట నిరోధకతను నిర్వచిస్తాయి మరియు నాణ్యత కారకం అనేది Q=ωL/R నష్టానికి సమానమైన పరిమాణం లేని విలువ, ఇక్కడ:
- ω = 2*π*F - వృత్తాకార ఫ్రీక్వెన్సీ;
- L - ఇండక్టెన్స్;
- ωL - కాయిల్ ప్రతిచర్య.
క్రియాశీల ప్రతిఘటనకు రియాక్టివ్ (ఇండక్టివ్) నిరోధకత యొక్క నిష్పత్తికి నాణ్యత కారకం సమానంగా ఉంటుందని మేము సుమారుగా చెప్పగలం. ఒక వైపు, పెరుగుతున్న ఫ్రీక్వెన్సీతో న్యూమరేటర్ పెరుగుతుంది, కానీ అదే సమయంలో చర్మ ప్రభావం కారణంగా ఉపయోగకరమైన వైర్ క్రాస్-సెక్షన్ తగ్గింపు కారణంగా నష్ట నిరోధకత కూడా పెరుగుతుంది.
చర్మం ప్రభావం
విదేశీ వస్తువుల ప్రభావం అలాగే విద్యుత్ మరియు అయస్కాంత క్షేత్రాలు మరియు ఈ క్షేత్రాల ద్వారా మూలకాల యొక్క పరస్పర ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి, కాయిల్స్ (ముఖ్యంగా అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ వాటిని) తరచుగా ఒక షీల్డ్‌లో ఉంచబడతాయి. ఉపయోగకరమైన ప్రభావానికి అదనంగా, షీల్డింగ్ కాయిల్ Q- ఫ్యాక్టర్‌లో తగ్గుదలకు కారణమవుతుంది, దాని ఇండక్టెన్స్ను తగ్గిస్తుంది మరియు పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్ను పెంచుతుంది. అంతేకాకుండా, షీల్డ్ యొక్క గోడలు కాయిల్ మలుపులకు దగ్గరగా ఉంటాయి, హానికరమైన ప్రభావం ఎక్కువ. అందువల్ల, రక్షిత కాయిల్స్ దాదాపు ఎల్లప్పుడూ పారామితుల సర్దుబాటు అవకాశంతో తయారు చేయబడతాయి.
సర్దుబాటు ఇండక్టెన్స్
కొన్ని సందర్భాల్లో సర్క్యూట్ యొక్క ఇతర అంశాలకు కాయిల్ను కనెక్ట్ చేసిన తర్వాత, ట్యూనింగ్ సమయంలో పారామితుల యొక్క విచలనం కోసం భర్తీ చేసిన తర్వాత ఇండక్టెన్స్ విలువను ఖచ్చితంగా సెట్ చేయడం అవసరం. దీని కోసం వివిధ పద్ధతులు ఉపయోగించబడతాయి (మలుపులు మారడం మొదలైనవి), కానీ చాలా ఖచ్చితమైన మరియు మృదువైన పద్ధతి ఒక కోర్తో సర్దుబాటు.ఇది ఒక థ్రెడ్ రాడ్ రూపంలో తయారు చేయబడుతుంది, ఇది ఫ్రేమ్ లోపల మరియు వెలుపలికి స్క్రూ చేయబడి, కాయిల్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ను సర్దుబాటు చేస్తుంది.
వేరియబుల్ ఇండక్టెన్స్ (వేరియోమీటర్)
ఇండక్టెన్స్ లేదా ఇండక్టివ్ కప్లింగ్ యొక్క కార్యాచరణ సర్దుబాటు అవసరమైతే, కాయిల్ యొక్క విభిన్న రూపకల్పన ఉపయోగించబడుతుంది. అవి రెండు వైండింగ్‌లను కలిగి ఉంటాయి, కదిలే వైండింగ్ మరియు నిశ్చల వైండింగ్. మొత్తం ఇండక్టెన్స్ రెండు కాయిల్స్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ మరియు వాటి మధ్య పరస్పర ఇండక్టెన్స్ మొత్తానికి సమానం.
ఒక కాయిల్ యొక్క సాపేక్ష స్థానాన్ని మరొకదానికి మార్చడం ద్వారా, మొత్తం ఇండక్టెన్స్ విలువ సర్దుబాటు చేయబడుతుంది. ఇటువంటి పరికరాన్ని వేరియోమీటర్ అని పిలుస్తారు మరియు కొన్ని కారణాల వల్ల వేరియబుల్ కెపాసిటీ యొక్క కెపాసిటర్లను ఉపయోగించడం అసాధ్యం అయిన సందర్భాలలో ప్రతిధ్వని సర్క్యూట్‌లను ట్యూనింగ్ చేయడానికి కమ్యూనికేషన్ పరికరాలలో తరచుగా ఉపయోగిస్తారు. వేరియోమీటర్ చాలా గజిబిజిగా ఉంటుంది, ఇది దాని అప్లికేషన్ యొక్క ప్రాంతాన్ని పరిమితం చేస్తుంది.
ప్రింటెడ్ కాయిల్ రూపంలో ఇండక్టెన్స్
తక్కువ ఇండక్టెన్స్ కలిగిన కాయిల్స్ ప్రింటెడ్ కండక్టర్ల మురి రూపంలో తయారు చేయబడతాయి. అటువంటి డిజైన్ యొక్క ప్రయోజనాలు:
- తయారీ సామర్థ్యం;
- పారామితుల యొక్క అధిక పునరావృతత.
ప్రతికూలతలు సర్దుబాటు సమయంలో చక్కటి ట్యూనింగ్ యొక్క అసంభవం మరియు ఇండక్టెన్స్ యొక్క పెద్ద విలువలను పొందడంలో ఇబ్బంది - ఎక్కువ ఇండక్టెన్స్, కాయిల్ బోర్డుపై ఎక్కువ స్థలాన్ని తీసుకుంటుంది.
సెక్షనల్ వైండింగ్ తో కాయిల్
కెపాసిటెన్స్ లేని ఇండక్టెన్స్ కాగితంపై మాత్రమే జరుగుతుంది. కాయిల్ యొక్క ఏదైనా భౌతిక అమలుతో, వెంటనే పరాన్నజీవి ఇంటర్-వైండింగ్ కెపాసిటెన్స్ ఉంటుంది. ఇది చాలా సందర్భాలలో హానికరమైన దృగ్విషయం. విచ్చలవిడి కెపాసిటెన్స్ LC-సర్క్యూట్ యొక్క కెపాసిటెన్స్‌కు జోడిస్తుంది, ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీని మరియు డోలనం చేసే వ్యవస్థ యొక్క నాణ్యతా కారకాన్ని తగ్గిస్తుంది. అలాగే కాయిల్ దాని స్వంత ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీని కలిగి ఉంటుంది, ఇది అవాంఛనీయ దృగ్విషయాలను రేకెత్తిస్తుంది.
విచ్చలవిడి కెపాసిటెన్స్ను తగ్గించడానికి, వివిధ పద్ధతులు ఉపయోగించబడతాయి, వీటిలో సరళమైనది సిరీస్‌లో అనుసంధానించబడిన అనేక విభాగాల రూపంలో ఇండక్టర్ల మూసివేత. ఈ కనెక్షన్‌తో, ఇండక్టెన్స్ జోడించబడతాయి మరియు మొత్తం కెపాసిటెన్స్ తగ్గించబడుతుంది.
టొరాయిడల్ కోర్ మీద ఇండక్టెన్స్ కాయిల్
స్థూపాకార ఇండక్టర్ కాయిల్ యొక్క అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖలు కాయిల్ లోపల (కోర్ ఉంటే, దాని ద్వారా) మరియు గాలి ద్వారా చిన్నవిగా ఉంటాయి. ఈ వాస్తవం అనేక ప్రతికూలతలను కలిగి ఉంటుంది:
- ఇండక్టెన్స్ తగ్గింది;
- కాయిల్ యొక్క లక్షణాలు తక్కువ లెక్కించదగినవి;
- బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రంలోకి ప్రవేశపెట్టబడిన ఏదైనా వస్తువు కాయిల్ పారామితులను మారుస్తుంది (ఇండక్టెన్స్, పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్, నష్టాలు మొదలైనవి), కాబట్టి చాలా సందర్భాలలో షీల్డింగ్ అవసరం.
టొరాయిడల్ కోర్లపై గాయపడిన కాయిల్స్ (రింగ్ లేదా "బాగెల్" రూపంలో) ఈ లోపాల నుండి చాలా వరకు ఉచితం. అయస్కాంత రేఖలు మూసివేసిన లూప్‌ల రూపంలో కోర్ లోపల నడుస్తాయి. దీని అర్థం బాహ్య వస్తువులు అటువంటి కోర్పై కాయిల్ గాయం యొక్క పారామితులపై దాదాపు ప్రభావం చూపవు మరియు అటువంటి రూపకల్పనకు షీల్డింగ్ అవసరం లేదు. అలాగే, ఇండక్టెన్స్ పెరిగింది, అన్ని ఇతర పారామితులు సమానంగా ఉంటాయి మరియు లక్షణాలను లెక్కించడం సులభం.
టోరస్‌లపై గాయపడిన కాయిల్స్ యొక్క ప్రతికూలతలు స్థానంలో ఇండక్టెన్స్ను సజావుగా సర్దుబాటు చేయలేకపోవడం. మరొక సమస్య ఏమిటంటే అధిక శ్రమ తీవ్రత మరియు వైండింగ్ యొక్క తక్కువ తయారీ సామర్థ్యం. అయితే, ఇది సాధారణంగా అన్ని ప్రేరక మూలకాలకు, ఎక్కువ లేదా తక్కువ మేరకు వర్తిస్తుంది.
ఇండక్టెన్స్ యొక్క భౌతిక అమలు యొక్క సాధారణ ప్రతికూలత అధిక ద్రవ్యరాశి కొలతలు, సాపేక్షంగా తక్కువ విశ్వసనీయత మరియు తక్కువ నిర్వహణ.
అందువల్ల, సాంకేతికతలో, ప్రేరక భాగాలు వదిలించుకోవడానికి ప్రయత్నించబడతాయి. కానీ ఇది ఎల్లప్పుడూ సాధ్యం కాదు, కాబట్టి వైండింగ్ భాగాలు భవిష్యత్తులో మరియు మధ్యస్థ కాలంలో ఉపయోగించబడతాయి.
సంబంధిత కథనాలు:
