Induktoriaus sukabinimas

Ankstesnėje pamokoje pradėjome nuo supratimo apie induktorių ir tai veikia, dabar atėjo laikas ištirti skirtingus induktorių derinius. Elektronikoje induktoriai yra dažniausiai naudojami komponentai po kondensatorių ir rezistorių, kurie skirtingoms reikmėms naudojami skirtingais deriniais. Mes taip pat naudojome induktorių statydami metalo detektorius ir išmatavome induktoriaus vertę naudodami skirtingus metodus, visos nuorodos pateikiamos žemiau:

• LC matuoklis naudojant „Arduino“: induktyvumo ir dažnio matavimas
• Kaip išmatuoti induktoriaus ar kondensatoriaus vertę naudojant osciloskopą
• Paprasta metalo detektoriaus grandinė
• „Arduino“ metalo detektorius

Kas yra susietos grandinės?

Komponentų deriniai kartu sukuria sujungtas grandines. Sujungtos grandinės reikšmė yra ta, kad energijos perdavimas vyksta vienas nuo kito, kai kuri nors iš grandinių yra įjungta. Pagrindiniai elektronikos grandinės komponentai yra sujungiami laidžiai arba elektromagnetiškai.

Tačiau šioje pamokoje bus aptariamas elektromagnetinis sujungimas ir induktorių, tokių kaip nuosekliai arba lygiagrečiai, induktoriai.

Abipusis induktyvumas

Ankstesniame straipsnyje aptarėme induktoriaus savinduktyvumą ir jo parametrą. Per saviindukcijos operaciją nebuvo jokio abipusio induktyvumo.

Kai atsiranda srovės pokyčio greitis, ritės viduje indukuojama įtampa. Tai galima toliau įrodyti naudojant žemiau pateiktą formulę, kur

V (t) yra sukelta įtampa ritės viduje, i Ar srovė teka per ritę, o ritės induktyvumas yra L.

V (t) = L {di (t) / dt}

Pirmiau minėta sąlyga galioja tik su indukcija susijusiam grandinės elementui, kuriame yra du gnybtai. Tokiu atveju abipusis induktyvumas nėra įskaitomas.

Pagal tą patį scenarijų, jei dvi ritės yra arti atstumo, indukcinė jungtis įvyks.

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodytos dvi ritės. Šios dvi ritės yra labai arti viena kitos. Dėl ritės L1 tekančios srovės i1 sukeliamas magnetinis srautas, kuris tada bus perkeltas į kitą ritę L2.

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje ta pati grandinė dabar yra tvirtai suvyniota į šerdies medžiagą, kad ritės negalėtų judėti. Kadangi medžiaga yra magnetinė šerdis, ji turi pralaidumą. Dvi atskiros ritės dabar yra magnetiškai sujungtos. Dabar įdomu tai, kad jei viena iš ritinių susiduria su srovės pokyčio greičiu, kita ritė sukels įtampą, kuri yra tiesiogiai proporcinga kitos ritės srovės pokyčio greičiui.

Todėl, kai įtampos šaltinis V1 yra įtrauktas į ritę L1, srovė i1 pradės tekėti per L1. Srovės pokyčio greitis sukuria srautą, kuris teka per magnetinę šerdį ir sukuria įtampą ritėje L2. Srovės pokyčio greitis L1 taip pat keičia srautą, kuris gali toliau valdyti sukeltą įtampą L2.

Indukuotos įtampos į L2 gali būti apskaičiuota iš žemiau formuluotėje

V ₂ = M {di ₁ (t) / dt}

Pirmiau pateiktoje lygtyje yra nežinomas subjektas. Tai yra M. Taip yra todėl, kad abipusiai induktyvumai yra atsakingi už abipusiai sukeltą įtampą dviejose nepriklausomose grandinėse. Šis M, abipusis induktyvumas yra koeficiento proporcingumas.

Tą patį pirmosios ritės L1 atveju, abipusiai indukuota įtampa dėl abiejų pirmosios ritės induktyvumo gali būti -

V ₂ = M {di ₂ (t) / dt}

Kaip ir induktyvumas, abipusis induktyvumas taip pat matuojamas Henryje. Didžiausia abipusio induktyvumo vertė gali būti √L ₁ L ₂. Kai induktyvumas indukuoja įtampą su srovės pokyčio greičiu, abipusis induktyvumas taip pat sukelia įtampą, kuri vadinama abipuse įtampa M (di / dt). Ši abipusė įtampa gali būti teigiama arba neigiama, kuri labai priklauso nuo fizinės ritės konstrukcijos ir srovės krypties.

DOT konvencija

Taškas konvencija yra svarbi priemonė, siekiant nustatyti abipusiai sukeltos įtampos poliškumą. Kaip rodo pavadinimas, apskritos formos taško ženklas yra specialus simbolis, naudojamas dviejų ričių galuose tarpusavyje sujungtose grandinėse. Šis taškas taip pat pateikia informaciją apie apvijos konstrukciją aplink jo magnetinę šerdį.

Pirmiau pateiktoje grandinėje parodyti du tarpusavyje sujungti induktoriai. Šie du induktoriai turi L1 ir L2 induktyvumą.

Įtampos V1 ir V2 yra sukurtos visuose induktoriuose, nes srovė patenka į induktorius ant punktyrinių gnybtų. Darant prielaidą, kad šių dviejų induktorių tarpusavio induktyvumas yra M, sukeltą įtampą galima apskaičiuoti pagal šią formulę:

Pirmojo induktoriaus L1 sukelta įtampa bus -

V ₁ = L ₁ (di ₁ / dt) ± M (di ₂ / dt)

Ta pati formulė gali būti naudojama apskaičiuojant antrojo induktoriaus sukeltą įtampą, V ₂ = L ₂ (di ₂ / dt) ± M (di ₁ / dt)

Todėl grandinėje yra dviejų tipų sukelta įtampa, sukelta įtampa dėl savaiminio induktyvumo ir abipusiai sukelta įtampa dėl abipusio induktyvumo. Indukuota įtampa, priklausomai nuo saviindukcijos, apskaičiuojama pagal formulę V = L (di / dt), kuri yra teigiama, tačiau abipusiai sukelta įtampa gali būti neigiama arba teigiama, atsižvelgiant į apvijos konstrukciją ir srovės srautą. Taško naudojimas yra svarbus parametras nustatant šios abipusiai sukeltos įtampos poliškumą.

Sujungtoje grandinėje, kur du gnybtai priklauso dviem skirtingoms ritėms ir identiškai pažymėti taškais, tada, kai ta pati srovės kryptis yra panaši į panašius gnybtus, kiekvienos ritės savęs ir abipusės indukcijos magnetinis srautas susumuos.

Sukabinimo koeficientas

Induktoriaus sujungimo koeficientas yra svarbus sujungtų grandinių parametras, norint nustatyti sujungimo tarp induktyviai sujungtų ritinių kiekį. Sukabinimo koeficientas išreiškiamas laiške K.

Sukabinimo koeficiento formulė yra K = M / √L ₁ + L _2, kur L1 yra pirmosios ritės savaiminis induktyvumas, o L2 - antrosios ritės savaiminis induktyvumas.

Dvi induktyviai sujungtos grandinės yra sujungtos naudojant magnetinį srautą. Jei visas vieno induktoriaus srautas yra sujungtas arba sujungtas, kitas induktorius vadinamas tobulu sujungimu. Esant tokiai situacijai, K gali būti išreikštas kaip 1, tai yra trumpa 100% sujungimo forma. Sukabinimo koeficientas visada bus mažesnis už vienybę, o maksimali sukabinimo koeficiento vertė gali būti 1 arba 100%.

Abipusis induktyvumas labai priklauso nuo dviejų induktyviai sujungtų ritės grandinių sujungimo koeficiento. Jei sukabinimo koeficientas yra didesnis, tai abipusis induktyvumas bus didesnis, kita vertus, jei sukabinimo koeficientas yra mažesnis, o tai labai sumažins abipusį induktyvumą sukabinimo grandinėje. Sukabinimo koeficientas negali būti neigiamas skaičius ir jis neturi priklausomybės nuo srovės krypties ritių viduje. Sukabinimo koeficientas priklauso nuo pagrindinių medžiagų. Geležies arba ferito šerdies medžiagose sukabinimo koeficientas gali būti labai didelis, pvz., 0,99, o oro šerdyje jis gali būti nuo 0,4 iki 0,8, atsižvelgiant į tarpą tarp dviejų ritinių.

Induktorius serijos derinyje

Induktorius galima sudėti nuosekliai. Yra du būdai nuosekliai sujungti induktorius, naudojant pagalbos metodą arba opozicijos metodą.

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyti dviejų tipų serijiniai ryšiai. Pirmajam kairiajame šone induktoriai nuosekliai sujungiami „ Aiding“ metodu. Taikant šį metodą, srovė, tekanti per du induktorius, yra ta pačia kryptimi. Kai srovė teka ta pačia kryptimi, savęs ir abipusės indukcijos magnetiniai srautai galiausiai sujungs vienas kitą ir sujungs.

Todėl bendrą induktyvumą galima apskaičiuoti naudojant šią formulę:

L _ekv = L ₁ + L ₂ + 2M

Kur, L _eq yra visas ekvivalentinis induktyvumas, o M - abipusis induktyvumas.

Tinkamam vaizdui rodomas opozicijos ryšys. Tokiu atveju srovės srautas per induktorius yra priešinga kryptimi. Todėl bendrą induktyvumą galima apskaičiuoti naudojant šią formulę:

L _eq = L ₁ + L ₂ - 2M

Kur, L _eq yra visas ekvivalentinis induktyvumas, o M - abipusis induktyvumas.

Induktoriai lygiagrečioje kombinacijoje

Tas pats, kaip serijinis induktorių derinys, lygiagretus dviejų induktorių derinys gali būti dviejų tipų, naudojant pagalbinį metodą ir opozicijos metodą.

Taikant pagalbinį metodą, kaip matyti kairiajame paveikslėlyje, taškų sutartis aiškiai parodo, kad srovės srautas per induktorius yra ta pačia kryptimi. Norėdami apskaičiuoti bendrą induktyvumą, žemiau pateikta formulė gali būti labai naudinga. Tokiu atveju savaime sukeltas elektromagnetinis laukas dviejose ritėse leidžia abipusiai sukeltą emf.

L _eq = (L ₁ L ₂ - M ²) / (L ₁ + L ₂ + 2M)

Taikant opozicijos metodą, induktoriai jungiami lygiagrečiai viena su kita priešinga kryptimi. Tokiu atveju abipusis induktyvumas sukuria įtampą, kuri priešinasi pačios sukeltai EMF. Lygiagrečios grandinės induktyvumą galima apskaičiuoti naudojant šią formulę:

L _eq = (L ₁ L ₂ - M ²) / (L ₁ + L ₂ + 2M)

Induktoriaus programos

Vienas iš geriausių sujungtų induktorių yra kuriant transformatorius. Transformatorius naudoja sujungtus induktorius, apvyniotus aplink geležies arba ferito šerdį. Idealus transformatorius turi nulinius nuostolius ir šimtus procentų sukabinimo koeficientų. Sepsiniuose arba grįžtamuosiuose keitikliuose, išskyrus transformatorių, naudojami sukabinti induktoriai. Tai puikus pasirinkimas izoliuoti pirminę įvestį su antrine maitinimo šaltinio išvestimi naudojant sujungtą induktorių ar transformatorius.

Be to, susieti induktoriai taip pat naudojami radijo perdavimo ar priėmimo grandinei sukurti vieną ar dvigubą sureguliuotą grandinę