/ / Mutual induktans av to tilstøtende induktive spoler

Gjensidig induktans av to tilstøtende induktive spoler

inductors

I den tidligere opplæringen så vi at en spolegenererer en indusert emf i seg selv som et resultat av det skiftende magnetfeltet rundt sine egne svinger. Når denne emf er indusert i samme krets som strømmen endrer, kalles denne effekten Self-induksjon, (L).

Når emken imidlertid induseres til en tilstøtende spole som befinner seg innenfor det samme magnetfelt, sies emkene å bli inducert magnetisk, induktivt eller ved Gjensidig induksjon, symbol (M). Så når to eller flere spoler magnetisk kobles sammen av en felles magnetisk flux, sies de å ha egenskapen til Gjensidig Induktans.

Gjensidig Induktans er den grunnleggende operasjonsansvarlig fortransformator, motorer, generatorer og andre elektriske komponenter som samvirker med et annet magnetfelt. Da kan vi definere gjensidig induksjon som strømmen flyter i en spole som induserer en spenning i en tilstøtende spole.

Men gjensidig induktans kan også være en dårlig ting som"Spole" eller "lekkasje" -induktans fra en spole kan forstyrre driften av en annen tilstøtende komponent ved hjelp av elektromagnetisk induksjon, så det kan være nødvendig med en form for elektrisk screening til et jordpotensial.

Mengden av gjensidig induktans som knytter enSpolen til en annen avhenger veldig mye av den relative plasseringen av de to spolene. Hvis en spole er plassert ved siden av den andre spolen slik at deres fysiske avstand er liten, vil nesten alle de magnetiske flussene som genereres av den første spolen, samvirke med spolens sving i den andre spolen som fremkaller en relativt stor emf og derfor produserer en stor gjensidig induktansverdi.

På samme måte, hvis de to spolene er lenger bortsett frahverandre eller i forskjellige vinkler, vil mengden av indusert magnetisk fluss fra den første spolen til den andre være svakere, noe som gir en mye mindre indusert emf og derfor en mye mindre gjensidig induktansverdi. Så er effekten av gjensidig induktans meget avhengig av de relative stillingene eller avstanden (S) til de to spolene, og dette er demonstrert nedenfor.

Gjensidig Induktans mellom Spoler

gjensidig induktans

Den gjensidige induktansen som eksisterer mellom de tospolene kan økes kraftig ved å plassere dem på en vanlig myk jernkjerne eller ved å øke antall svingninger av en spole som det ville bli funnet i en transformator.

Hvis de to spolene er tett sår en på toppen avden andre over en felles, myk jernkjernenhetskobling sies å eksistere mellom dem, da eventuelle tap som følge av flaskens lekkasje vil være ekstremt små. Da antas en perfekt fluxforbindelse mellom de to spolene, kan den gjensidige induktansen som eksisterer mellom dem gis som.

gjensidig induktansligning

  • Hvor:
  • μo er permeabiliteten av ledig plass (4.π.10-7)
  • μr er den relative permeabiliteten til den myke jernkjernen
  • N er i antall spole svinger
  • A er i tverrsnittsarealet i m2
  • Jeg er spolen lengde i meter

Gjensidig Induksjon

to spoler på samme kjernen

Her strømmer strømmen i spole en, L1 setter opp et magnetfelt rundt seg selv med noen av disse magnetfeltlinjer som går gjennom spole to, L2 gir oss gjensidig induktans. Spole en har en strøm av jeg1 og N1 svinger mens spole to har N2 svinger. Derfor er den gjensidige induktansen, M12 av spole to som eksisterer med hensyn til spole en avhenger av deres stilling i forhold til hverandre og er gitt som:

gjensidig induktans mellom to spoler

På samme måte er flux-koblingsspolen en, L1 Når en strøm strømmer rundt spole to, L2 er nøyaktig det samme som fluxbindingsspolen to når den samme strømmen flyter rundt spolen en over, så er den gjensidige induktansen av spolen en med respekt for spole to definert som M21. Denne gjensidige induktansen er sant uavhengig avstørrelsen, antall svinger, relativ stilling eller orientering av de to spolene. På grunn av dette kan vi skrive den gjensidige induktansen mellom de to spolene som: M12 = M21 = M.

Da kan vi se at selvinduktansenkarakteriserer en spole som et enkelt kretselement, mens gjensidig induktans betegner en form for magnetisk kopling mellom to induktorer eller spoler, avhengig av avstanden og arrangementet, forhåpentligvis husker vi fra våre veiledninger om elektromagneter at selvinductansen til hver enkelt spole er gitt som:

selvinduktans av første spole
og
selvinduktans av andre spole

Ved kryssmultiplikasjon av de to ligningene over, kan den gjensidige induktansen M som eksisterer mellom de to spolene uttrykkes i form av selve induktansen til hver spole.

gjensidig induktans mellom spolene

gir oss et siste og mer vanlig uttrykk for den gjensidige induktansen mellom de to spolene av:

Gjensidig induktans mellom spoler

gjensidig induktans mellom forskjellige spoler

Imidlertid antar ovennevnte ligning nullflusslekkasje og 100% magnetisk kopling mellom de to spolene, L1 og jeg2. I virkeligheten vil det alltid være noe tap på grunntil lekkasje og posisjon, slik at magnetkoblingen mellom de to spolene aldri kan nå eller overstige 100%, men kan bli svært nær denne verdien i noen spesielle induktive spoler.

Hvis noen av de totale magnetiske fluxforbindelsene er koblet tilto spoler, kan denne mengden av fluxbinding defineres som en brøkdel av total mulig fluxbinding mellom spolene. Denne fraksjonelle verdien kalles koeffisient koeffisient og er gitt bokstaven k.

Koblingskoeffisient

Generelt er mengden av induktiv kobling someksisterer mellom de to spolene uttrykkes som et brøknummer mellom 0 og 1 i stedet for en prosentandel (%) verdi, der 0 indikerer null eller ingen induktiv kobling og 1 som indikerer full eller maksimal induktiv kobling.

Med andre ord, hvis k = 1 er de to spoleneperfekt koblet, hvis k> 0,5 de to spolene sies å være tett koblet og hvis k <0,5 de to spolene sies å være løst koblet. Deretter kan ligningen over som utgjør en perfekt kopling modifiseres for å ta hensyn til denne koeffisienten k, og er gitt som:

Koblingsfaktor mellom spoler

koeffisient for koblingsfaktor
eller
kobling av spoler

Når koblingskoeffisienten er k, er den lik1, (enhet) slik at alle linjene av fluss av en spole kutter alle svingene i den andre spolen, det vil si at de to spolene er tett koblet sammen, vil den resulterende gjensidige induktansen være lik den geometriske gjennomsnittet for de to individuelle induktanser av spolene.

Også når induktansene til de to spolene er like og like, L1 er lik L2, den gjensidige induktansen som eksisterer mellom de to spolene vil være lik verdien av en enkelt spole, da kvadratroten av to likeverdier er den samme som en enkelt verdi som vist.

gjensidig induktansligning mellom to spoler

Gjensidig Induktanseksempel No1

To induktorer hvis selvinduktanser er gitt som75mH og 55mH, ​​er plassert ved siden av hverandre på en vanlig magnetisk kjerne slik at 75% av strømningslinjene fra den første spolen kutter den andre spolen. Beregn total gjensidig induktans som eksisterer mellom de to spolene.

gjensidig induktanseksempel

Gjensidig Induktanseksempel No2

Når to spoler har induktanser på 5H og 4Hhenholdsvis ble viklet jevnt på en ikke-magnetisk kjerne, ble det funnet at deres gjensidige induktans var 1,5H. Beregn koblingskoeffisienten som eksisterer mellom.

koeffisient koeffisient

I neste veiledning om Inductors ser vi påkobler sammen induktorer i serie og virkningen denne kombinasjonen har på kretsene gjensidig induktans, total induktans og deres induserte spenninger.

Kommentarer (0)
Legg til en kommentar