Индуктивность длинного соленоида
Главная >> Применение >> Типовые примеры >>
моделирование катушки соленоида, расчет индуктивности обмотки катушки, моделирование катушки, соленоид, обмотка, расчет индуктивности катушки
Тип задачи:
Осесимметричная задача магнитостатики.
Геометрия:
Индуктивность длинного соленоидаНайти индуктивность длинного соленоида, конечными эффектами принебречьОбмоткаR1R2
R1 = 30 мм, R2 = 35 мм.
Дано
Сила тока в проводнике I = 1 A,
число витков N = 100,
длина соленоида l = 0.5 м.
Задача:
Найти индуктивность длинного соленоида, конечными эффектами принебречь
Решение:
Аналитически индуктивность соленоида вычисляется по формуле:
L = μ0N ² S / l
где S — площадь поперечного сечения соленоида (м²).
Решение данной задачи в ELCUT сводится к определению магнитного потока через контур, пересекающий соленоид, как показано на рисунке ниже. Непосредственно вычисление величины магнитного потока производится с помощью интегрального калькулятора. Далее, зная поток, можем определить искомую индуктивность соленоида:
L = N ² · Ф / I
Аналитическая формула описывает идеальный соленоид, у которого отсутствуют краевые эффекты и обмотка представлена тонким токовым слоем. С помощью ELCUT можно смоделировать также и реальный соленоид, посчитав поле в окружающем воздухе.
Результаты:
Площадь поперечного сечения соленоида
S = π * ( (R1 + R2)/2 )² = 3.142 * ( (0.03+0.035)/2 )² = 0.00332 м².
Индуктивность идеального соленоида
L = 4e-7*3.142 * 100² * 0.00332 / 0.5 = 83.45 мкГн.
Магнитное поле идеального соленоида:
Магнитное поле реального соленоида:
| Индуктивность L | |
|---|---|
| Идеальный соленоид, теория | 83.45 мкГн |
| Идеальный соленоид, ELCUT | 83.55 мкГн |
| Реальный соленоид, ELCUT | 82.75 мкГн |
| Создадим 2D-модель катушки. При создании геометрии учтём тот факт, что в плоскопараллельной модели сечения катушек — это бесконечные проводники. Подразумевается, что на торцах они виртуально соединены друг с другом (см. рисунок П.1.1). Рисунок П.1.1 – Плоскопараллельная модель катушки в 2D В нашем же случае необходимо строить тело вращения. Для этих целей необходимо изменить тип геометрии в окне Solution Type, установить параметр Geometry Mode в значение: Cylindrical about Z (осевая симметрия). Создадим матрицу для расчета индуктивности катушки (ПКМ на пункт Далее выбираем созданную катушку (Current1). На вкладке Post Processing задаём число витков катушки (Рисунок П.1.3). Внешней границе полукруга задаём граничное условие (ПКМ на внешней линии окружности > Assign Boundary > Balloon..), линию, лежащую на оси Z, не трогаем. Переключение в режим выбора линий производится ПКМ на пустом месте Select Edges… Далее создаём сетку конечных элементов, предварительно выделив все объекты модели (Assign Mesh Operation > Inside Selection > Length Based… ) Создаём новое задание на расчёт с параметрами по умолчанию (ПКМ на Analysis > Add Solution Setup) Запускаем задачу на расчёт. Результат расчёта можно посмотреть в окне Solution Data на вкладке Matrix, предварительно установив галочку Автор материалов: Drakon (С) 2014. Редактор: Админ |
что это такое и от чего зависит > Флэтора
Содержание
В радиотехнике часто приходится сталкиваться с индуктивным сопротивлением. Его источником являются катушки. Они представляют собой двухполюсник, намотанный медным эмалированным проводом (обычно это ПЭТВ) на ферритовый или железный сердечник. Подобные детали встречаются в широком перечне оборудования: от древних советских радиоприёмников до материнских плат ПК последних моделей.
Формулы, зависимости и виды индуктивности
Электрическая индуктивность L – это величина, равная коэффициенту пропорциональности между током I, протекающим в замкнутом контуре, и создаваемым им магнитным потоком, иначе называемым потокосцеплением Y:
Y = LI.
Если к выводам катушки на некоторое время приложить напряжение, то в ней начнёт протекать ток I и формироваться магнитное поле. Чем меньше индуктивность L, тем быстрее протекает данный процесс. В итоге рассматриваемый двухполюсник накопит некоторое количество потенциальной энергии. При отключении питания он будет стремиться её вернуть. В результате на выводах катушки образуется ЭДС самоиндукции E, которая многократно превышает изначально приложенное напряжение. Подобная технология ранее использовалась в магнето систем зажигания ДВС, а сейчас широко встречается в повышающих DC-DC преобразователях.
Катушка (она же – дроссель) – это радиодеталь с ярко выраженной индуктивностью, ведь именно для этого её и создавали. Однако подобным свойством обладают в принципе все элементы. Например, конденсатор, резистор, кабель, просто кусок провода и даже тело человек также имеют некоторую индуктивность. В расчетах ВЧ схем это обязательно принимается во внимание.
Важно! Проводя измерение индуктивности специализированным прибором, стоит помнить, что нельзя держаться руками за оба его вывода. В противном случае показания могут измениться и будут неверными. Вызвано это включением в измеряемую цепь тела человека с его собственной индуктивностью.
Сопротивление катушки переменному току
Сопротивление тока: формулаГораздо интереснее дела обстоят с индуктивностью в контуре переменного тока. Любая катушка содержит в себе две составляющие сопротивления:
- Активную;
- Индуктивную.
При постоянном токе учитывается только первый фактор, а при переменном – оба. Формула индуктивного сопротивления XL катушки имеет следующий вид:
XL = 2pfL,
где:
- p = 3.14;
- f – частота переменного тока, Гц;
- L – индуктивность катушки, Гн.
Полное сопротивление катушки Z, называемое импедансом, определяется, исходя из активной R и индуктивной XL составляющих.
Импеданс катушкиВажно! Если катушка установлена в печатную плату, то для проверки её следует отпаять. В таком случае индуктивность будет измеряться независимо от других компонентов, что существенно повысит точность показаний прибора.
Расчёт индуктивного сопротивления катушки
Любая индуктивность, в т.ч. катушка, оказывает переменному току некоторое сопротивление. Как его рассчитать, было описано выше. Из формулы XL=2pfL видно, что сопротивление дросселя в первую очередь зависит от частоты протекающего по нему тока и его индуктивности. При этом с обоими параметрами связь прямо пропорциональная.
Индуктивность: формулаЧастота – это характеристика внешней среды, индуктивность катушки зависит от ряда её геометрических свойств:
L=u0urN2S/l,
где:
- u0 – магнитная проницаемость вакуума – 4p*10-7 Гн/м;
- ur – относительная проницаемость сердечника;
- N – количество витков дросселя;
- S – его поперечное сечение в м2;
- l – длина катушки в метрах.
Располагая вышеописанными формулами и информацией о материале и размерах катушки, можно достаточно точно прикинуть её индуктивное сопротивление без каких-либо измерительных приборов.
Дополнительная информация. Некоторые цифровые мультиметры имеют режим замера индуктивности. Подобная функция встречается редко, однако иногда оказывается очень полезной. Поэтому при выборе прибора стоит обратить внимание на то, способен ли он измерять индуктивность.
Где применяется катушка (дроссель, индуктивность)
От чего зависит сопротивление проводникаКатушка как электромагнит
Самое простое применение катушки – это электромагнит. С подобным применением каждый сталкивается, заходя в подъезд. Сила, удерживающая дверь на месте и препятствующая несанкционированному доступу чужака, берётся из электромагнита. Он находится сверху.
Электрический ток, проходя по виткам катушки, создаёт вокруг неё переменное электромагнитное поле. Оно возбуждает в металлическом «бруске», расположенном на двери, вихревые токи, которые так же создают магнитное поле. В результате получаются два управляемых магнита. Они притягиваются друг к другу. Тем самым дверь надёжно удерживается на месте.
Другое применение электромагнитов в быту – индукционные плиты. Катушка наводит в металлической посуде переменный высокочастотный ток. Он, в свою очередь, своим тепловым действием разогревает кастрюлю. В промышленности нечто подобное используется для разогрева и плавки металлов. Только в таком случае применяются на порядки более высокие мощности и другие частоты тока.
Индукционный нагрев металлаИндуктивность как фильтр
Импульсные блоки питания, электрические двигатели и диммеры для регулировки яркости ламп накаливания выбрасывают в сеть большое количество искажений и помех. Вызвано это неравномерностью потребляемого тока. Для борьбы с подобными сетевыми шумами применяются специальные фильтры на основе конденсаторов и дросселей.
Данный узел представляет собой небольшую катушку из медного эмалированного провода диаметром 0,2-2 мм. Обмотка наматывается на ферритовый сердечник. Чаще всего он изготовлен в форме кольца, немного реже встречаются так называемые «гантельки».
Подобные фильтры имеются в компьютерных блоках питания, компактных люминесцентных лампах (иногда не ставят, экономят), на выходах сварочных инверторов.
Также фильтр может быть звуковым. Его задача – срезать определённый диапазон частот. Индуктивные свойства этого прибора таковы, что он хорошо проводит низкие частоты, а высокие – приглушает. Поэтому дроссели используют для того, чтобы до динамиков дошёл только бас. По факту ослаблено будут слышны и другие частоты. Для более эффективной работы фильтра нужны дополнительные детали: конденсаторы и операционные усилители.
Самодельный звуковой фильтрКатушка как источник ЭДС
Китайская промышленность удивила школьников 2000-х новой игрушкой – вечным фонариком. Его не нужно было заряжать. Фонарик работал от катушки индуктивности, около которой под действием движения рук перемещался магнит. Он наводил в обмотке переменную ЭДС, которая питала осветительный прибор.
Подобное явление объясняется законом электромагнитной индукции. Если проводник (рамка) находится в переменном электромагнитном поле, то в нём начинает наводиться электродвижущая сила. Иными словами, появляется напряжение.
Закон этот совсем неигрушечный, ведь он используется в работе генераторов на подавляющем большинстве электростанций, в том числе любые ТЭЦ, ГЭС, АЭС и ветряки. По подобному принципу работают динамомашины, питающие фары велотранспорта.
Принцип работы генератораДве катушки – трансформатор
Ещё одно распространённое применение – это электрический трансформатор. Конструктивно он состоит из двух и более катушек, расположенных на одном железном или ферритовом сердечнике. Подобный агрегат работает только с переменным напряжением. Если на первичную обмотку подать ток, то он создаст в сердечнике магнитный поток. Он, в свою очередь, наведёт ЭДС во вторичной обмотке. Напряжения во входной и выходной катушках прямо зависят от количества их витков.
Таким образом, можно трансформировать 220 В из розетки в 12 В, необходимых для питания небольшой стереосистемы, или преобразовать 10 000 вольт в 220 для передачи от подстанции к жилым домам. Подобным методом можно добиться и повышения напряжения, т.е. превратить 12 В обратно в 220.
Устройство трансформатораКатушка индуктивности — элемент колебательного контура
Сейчас это уже редкость, но раньше для подстройки нужной радиостанции использовали колебательный контур. Он состоит из двух элементов, включенных параллельно: катушки индуктивности и переменного конденсатора. Работая в паре, они способны выделить из множества окружающих сигналов именно тот, который требуется. При попадании на антенну приёмника нужной частоты электромагнитных волн колебательный контур входит в резонанс. Процесс сопровождается лавинообразным увеличением ЭДС. Частота, на которой это происходит, зависит от индуктивности катушки и ёмкости конденсатора.
Катушка индуктивности – дроссель ДРЛ ламп
Несмотря на то, что освещение улиц и промышленных предприятий стремительно переходит на LED светильники, по СНГ всё ещё осталось огромное количество мест, где используются устаревшие дуговые ртутные люминесцентные лампы типа ДРЛ. Более всего они распространены в мелких городах и на второстепенных улицах. Их можно узнать по характерному холодно-белому свету и долгому розжигу.
ДРЛ лампы не способны работать без пускорегулирующего дросселя. Он обладает высоким индуктивным сопротивлением и призван ограничить пусковой ток осветительного прибора. Дроссели для ламп подбираются, исходя из их мощности. Наиболее распространённые номиналы – 250, 400 и 1000 Вт. Информация о мощности указывается на самом дросселе. Там же можно найти схемы включения.
Из вышесказанного можно подчеркнуть, что катушка индуктивности является консервативным и давно освоенным на практике электронным компонентом. Однако спрос на его применение по-прежнему не спадает. Поэтому знания, необходимые для расчета катушек и их правильного включения, необходимы каждому специалисту, имеющему дело с электроникой.
Видео
42 — магнитный поток в катушке с током • 31415.ru
Магнитный поток катушки индуктивности L с током I.
Ф — магнитный поток, Вб (Вебер)
L — индуктивность катушки, Гн (Генри)
I — сила тока, А (Ампер)
Катушка индуктивности состоит из витков изолированного проводника. Обычно это витки медного провода, покрытого краской или любой не проводящей оболочкой. Основная особенность катушки в том, что при пропускании электрического тока, она становится электромагнитом. То есть начинает создавать магнитное поле. При постоянном токе свойства катушки ничем не примечательны — это кусок провода, который можно заменить перемычкой.
При подключении к катушке переменного напряжения начинаются удивительные вещи. Ток меняется, а значит меняется сила магнитного поля, которое создает катушка. Меняется магнитная индукция создаваемая витками и следовательно меняется магнитный поток. А согласно закону электромагнитной индукции — изменение магнитного потока приводит к появлению ЭДС.
Проще говоря, переменный ток превращает катушку в электрогенератор. Причем генерируемый ток направлен противоположно внешнему току. Но стоит отметить, что так можно говорить только с математической точки зрения, с точки зрения формул. На практике, изменение тока в катушке похоже на удар рукой по водной глади: чем медленнее движется рука, тем меньше сопротивление со стороны воды, но чем быстрее движется рука, тем большее сопротивление она испытывает при ударе об жидкость. Это явление в физике называется самоиндукцией. Индуктивность катушки называют также коэффициентом самоиндукции.
Что такое индуктивность, как она зависит от числа витков и других параметров — лучше всего разбирать на практике.
В этом видео, на практических примерах показаны все основные свойства катушки индуктивности.
В обычной жизни люди практически не встречаются с измерением индуктивностей и магнитных потоков, поэтому эти термины запоминаются не очень хорошо.
Простой способ усвоить эти термины — это разобраться с принципом работы металлоискателей и металлодетекторов. Стойки металлодетекторов можно наблюдать на вокзалах и в торговых центрах. Если вы поймете как они работают, станет понятна важность таких терминов как индуктивность и магнитный поток.
Задача 42.
При силе тока 10 А, в катушке возникает магнитный поток 50 мВб. Чему равна индуктивность катушки.
Показать ответОтвет: L=0,005 Гн
Определение индуктивности катушки
Цель работы: познакомиться с процессами в цепи переменного тока с катушкой индуктивности, определить индуктивность катушки с железным сердечником и без сердечника.
Оборудование: исследуемая катушка, железный сердечник, трансформатор, вольтметр, амперметр.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ
Индуктивность характеризует способность проводников с током создавать магнитное поле. Пусть по контуру течет электрический ток силы J. В пространстве контур создает магнитное поле. Силовые линии проходят через поверхность контура и замыкаются снаружи. Характеристикой магнитного поля контура является поток вектора магнитной индукции, который равен интегралу от скалярного произведения индукции по поверхности контура: Магнитный поток, пронизывающий поверхность, ограниченную контуром, будет тем больше, чем больше сила тока:Ф = L J (рис. 1). Коэффициент пропорциональности L называется индуктивностью.
Если сила тока в контуре изменяется, то это приводит к изменению магнитного потока сквозь контур. Согласно явлению электромагнитной индукции это, в свою очередь, приводит к возникновению ЭДС. По закону Фарадея ЭДС равна скорости изменения магнитного потока, пронизывающего поверхность контура: .
Поскольку ЭДС индукции вызвана изменением силы тока в самом контуре, явление называется самоиндукцией. Подставив выражение для магнитного потока в закон Фарадея, получим (при постоянной индуктивности) формулу для ЭДС самоиндукции
. (1)
Знак минус отображает правило Ленца: ЭДС самоиндукции препятствует изменению силы тока в контуре.
Способность создавать магнитное поле проводником с током будет больше, если из него сделать катушку с большим числом витков. ЭДС самоиндукции в катушках, где витки следует рассматривать как соединенные последовательно контуры, будет равна сумме ЭДС в витках: . Сумму магнитных потоков через все витки называют потокосцеплением: = ФI. Потокосцепление тоже пропорционально силе тока в катушке: Ψ = LJ
Индуктивность можно рассчитать теоретически для длинной катушки, у которой длина намного больше диаметра. Такую катушку называют соленоидом. При протекании тока силой J индукция поля равна B = 0nJ, а потокосцепление = B S N = 0n2 VJ, где n = N/l – концентрация витков. Сопоставляя с формулой = LJ, получим для индуктивности соленоида L = 0n2V. Здесь V = S l – объем сердечника; – магнитная проницаемость материала сердечника; 0 = 4 ∙10 –7 Гн/м – магнитная постоянная. Как видно, индуктивность катушки зависит от её размеров, числа витков и магнитных свойств среды.
Пусть катушка индуктивностью L, не обладающая активным сопротивлением, подключена к генератору переменного тока, и через неё течет переменный ток J = J0 cos t. Переменный ток возбуждает ЭДС самоиндукции
. (2)
Катушка в цепи переменного тока, вследствие явления самоиндукции, препятствует как возрастанию, так и спаду силы тока, то есть ограничивает ток. Это эквивалентно наличию в цепи как бы дополнительного сопротивления, которое называют индуктивным RL. Если формально применить к уравнению (2) закон Ома E = J0 RL, то индуктивное сопротивление будет равно произведению индуктивности на циклическую частоту переменного тока:
RL = L. (3)
Реально катушка, кроме индуктивного, обладает активным сопротивлением провода обмотки. Их можно рассматривать включенными в электрическую цепь последовательно, поскольку по ним течет один и тот же ток. Падение напряжения на активном сопротивлении катушки, по закону Ома, равно алгебраической сумме напряжения генератора и ЭДС самоиндукции: J R = Uген+Е. После подстановки формул ЭДС и напряжения, закон Ома примет вид
Uген = JR — Е = J0 R cos t — J0 L sin t . (4)
Сложение тригонометрических функций разной амплитуды и фазы, но одинаковой частоты можно произвести геометрическим методомвекторных диаграмм. Направим из полюса О вдоль полярной оси напряжений вектор, длина которого равна амплитуде напряжения на активном сопротивлении J0R. Вектор J0 L, равный амплитуде напряжения на индуктивном сопротивлении, направим под углом 90 к оси. Пусть векторы вращаются вокруг полюса против часовой стрелки с угловой скоростью, равной циклической частоте. Тогда можно убедиться, что проекции векторов изменяются по уравнению (4) (рис. 2).
Вектор амплитуды напряжения генератора равен сумме векторов амплитуд напряжений на активном и индуктивном сопротивлениях катушки На рис. 2 он равен диагонали прямоугольника: . Сопоставляя с законом ОмаUген = J0 Z, получим формулу для полного сопротивления катушки в цепи переменного тока
. (5)
Измерение индуктивности катушек в электротехнике производится различными методами. Метод вольтметра-амперметра заключается в измерении полного сопротивления Z катушки, включенной в сеть переменного тока, и активного сопротивления R. Тогда из формулы (5) получим
, (6)
где по закону Ома равно отношению амплитудных или эффективных напряжения и силы тока.
Измерение активного сопротивления катушки можно произвести, например, с помощью моста Уитстона постоянного тока (рис. 4). В одно из плеч моста включается исследуемая катушка. При равновесии моста, когда ток через гальванометр отсутствует, падения напряжения в соседних плечах равны: J1 R1 = J2R2 и аналогично, J1 R = J2R3. Поделив уравнения почленно, получим формулу для активного сопротивления: .
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
Проверить электрическую схему (рис. 3). Регулятор лабораторного автотрансформатора (ЛАТР) повернуть в положение минимального напряжения (против часовой стрелки). Вынуть из катушки стальной сердечник. Включить ЛАТР в сеть 220 В.
Увеличить регулятором ЛАТР напряжение так, чтобы стрелки вольтметра и амперметра были в последней трети шкалы. Измерить напряжение и силу тока. Повторить измерение не мене пяти раз, уменьшая регулятором ЛАТР напряжение. Результаты записать в табл. 1.
3. Вставить сердечник в катушку. Повторить измерения, аналогичные измерениям без сердечника. Результаты записать в такую же вторую таблицу.
Выключить ЛАТР.
4. Определить активное сопротивление катушки. Если оно не указано на катушке, то подключить катушку к мосту постоянного тока. Установить соотношение плеч моста R3/R2=1. Набрать переключателями такое сопротивление R1, чтобы стрелка гальванометра была на нуле при нажатии сначала на кнопку “грубо”, затем “точно”. Определить сопротивление катушки как сумму показаний переключателей. Выключить мост.
Таблица 1
Напряжение U, В | |||||
Сила тока J, А | |||||
Сопротивление Z, Ом | |||||
Индуктивность L, Гн |
6. Определить индуктивность L по формуле (6) в каждом опыте. Принять = 2 ν = 314 1/с. Определить среднее значение индуктивности катушки без сердечника и со стальным сердечником.
7. Оценить случайную погрешность измерения по формуле
, (7)
где n – число измерений.
8. Сделать выводы о влиянии сердечника на индуктивность. Записать ответ в виде L = L L, Р = …. для обоих опытов.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Дайте определение индуктивности контура, катушки. В чем заключается явление самоиндукции?
2. Выведите формулу индуктивности соленоида.
3. Объясните возникновение индуктивного сопротивления.
4. Объясните метод векторных диаграмм сложения напряжений. Выведите формулу для полного сопротивления катушки.
5. Объясните метод вольтметра-амперметра для измерения индуктивности катушки.
6. Объясните применение моста Уитстона для измерения активного сопротивления катушки. Выведите расчетную формулу.
Работа 28
Индуктивность катушки
Что такое индуктивность катушки?
Индуктивность — это свойство компонента, которое препятствует изменению тока, протекающего через него, и даже прямой кусок провода будет иметь некоторую индуктивность.
Самым узнаваемым типом индуктора является катушка. Этот калькулятор предназначен для измерения индуктивности катушки провода с учетом количества витков, диаметра петли, диаметра провода и проницаемости среды.Обратите внимание, что единицы измерения могут быть выбраны для диаметра петли и диаметра проволоки. Предполагается, что количество поворотов всегда целое (например, сложно сделать 3,4 оборота), но вы все равно можете вводить дробные повороты.
Уравнения индуктивности катушки
Базовая индуктивность контура основана на формуле индуктивности катушки . Способность накапливать энергию в магнитном поле — это индуктивность, а катушки — это распространенный способ создания индуктивности.Многие цепи связи магнитного поля используют преимущества магнитных свойств катушки, такие как дроссели и трансформаторы.
Lcoil = индуктивность катушки в Генри (Гн)
N2 = количество витков
μ0 = проницаемость свободного пространства = 4π × 10-7
μr = относительная проницаемость
D = диаметр петли
d = диаметр проволоки
Применение индуктивности катушки
В схеме лампы-вспышки камеры индуктивность (или катушка) играет важную роль.Это важный компонент камеры, который привел к возникновению высокого всплеска напряжения на катушке запуска, которое затем усилилось действием вторичного автотрансформатора для получения 4000 В, необходимой для зажигания лампы-вспышки. Конденсатор заряжался до 300 В параллельно триггерной катушке с использованием низкоомного пути, задаваемого тиристором.
Однако путь короткого замыкания на землю, обеспечиваемый тиристором, был устранен, когда конденсатор был полностью заряжен, и конденсатор сразу начал разряжаться через катушку запуска.Поскольку относительно низкое сопротивление самой катушки было единственным сопротивлением в постоянной времени для индуктивной сети, ток через катушку развивался очень быстро. Затем через катушку создавалось значительное напряжение. Взамен это напряжение было увеличено на вторичной обмотке автотрансформатора с помощью трансформатора, и лампа-вспышка была зажжена.
Высокое напряжение, генерируемое в триггерной катушке, также появляется непосредственно на конденсаторе триггерной сети.Подразумевается, что когда создаваемое напряжение на катушке упадет с до нуля вольт, она снова начнет заряжаться. Однако, когда он падает, конденсатор снова разряжается через катушку, устанавливает другой зарядный ток через катушку и снова создает напряжение через катушку. Из-за «обратного потока» энергии от одного накопительного элемента к другому высокочастотный обмен энергией между катушкой и конденсатором называется обратным ходом.
FAQ
1.Что влияет на индуктивность катушки?
Индуктивность зависит от того, сколько провода находится в катушке и насколько близко друг к другу расположены витки. Если вы добавите больше проволоки, увеличив диаметр катушки или добавив больше витков проволоки, индуктивность возрастет. Размещение витков ближе друг к другу также увеличивает индуктивность. Добавление сердечника из мягкого железа1 еще больше сконцентрирует магнитное поле и увеличит индуктивность.
На индуктивность влияют следующие свойства:
• Индуктивность увеличивается с увеличением количества витков провода
• Индуктивность увеличивается с увеличением диаметра катушки
• Индуктивность увеличивается за счет добавления железного сердечника
• Индуктивность уменьшается с увеличением расстояния между витками
2.Как увеличить индуктивность катушки?
Намотка провода в катушку увеличивает количество раз, когда линии магнитного потока связывают цепь, увеличивая поле и, следовательно, индуктивность. Чем больше витков, тем выше индуктивность. Индуктивность также зависит от формы катушки, расстояния между витками и многих других факторов.
3. Как определить индуктивность катушки?
Рассчитайте индуктивность по следующей формуле: Индуктивность = µ (N в квадрате) A / длина, где N — количество витков в катушке, A — площадь поперечного сечения катушки, а длина — длина катушки. .
4. Как в катушке образуется индуктивность?
Индуктивность возникает из-за магнитного поля, создаваемого электрическими токами, протекающими в электрической цепи. Обычно катушки с проволокой используются, поскольку катушка увеличивает связь магнитного поля и усиливает эффект. Этот эффект используется в одиночных катушках или дросселях.
5. Что такое индуктивность и ее единица измерения?
Индуктивность определяется как отношение индуцированного напряжения к скорости изменения вызывающего его тока.В системе СИ единицей индуктивности является генри (H), который представляет собой величину индуктивности, которая вызывает напряжение в один вольт, когда ток изменяется со скоростью один ампер в секунду.
6. Что такое гиперфизика индуктивности?
Катушки индуктивности. Индуктивность характеризуется поведением катушки с проволокой при сопротивлении любому изменению электрического тока, протекающего через катушку. Исходя из закона Фарадея, индуктивность L может быть определена в терминах ЭДС, генерируемой для противодействия заданному изменению тока: Индуктивность катушки проволоки.Увеличение тока в катушке.
7. Зависит ли индуктивность катушки от тока в катушке?
Индуктивность катушки пропорциональна потоку через катушку на единицу тока, Φ / I, а поток пропорционален току I. Таким образом, индуктивность не зависит от тока.
8. Как увеличить индуктивность катушки?
Намотка провода в катушку увеличивает количество раз, когда линии магнитного потока связывают цепь, увеличивая поле и, следовательно, индуктивность.Чем больше витков, тем выше индуктивность. Индуктивность также зависит от формы катушки, расстояния между витками и многих других факторов.
9. Как уменьшить индуктивность катушки?
Число витков или витков в катушке. При прочих равных условиях большее количество витков провода в катушке приводит к большей индуктивности; чем меньше витков провода в катушке, тем меньше индуктивность.
10.В чем единица самоиндукции катушки?
Единицей измерения самоиндукции катушки является Генри. 1 Генри равен 1 Веберу на ампер.
(PDF) Расчет взаимной индуктивности для катушек с рассогласованием при беспроводной передаче энергии
4
(d = 0,2 м, α = 0). (c) Угловое смещение (c = 0, d = 0,2 м). (d)
Боковое и угловое смещение (d = 0,2 м).
(а)
(б)
(в)
(г)
Рис.5 Взаимная индуктивность для двух цилиндрических спиральных катушек:
(a) Осевое расстояние (c = 0, α = 0). (b) Боковое смещение
(d = 0,2 м, α = 0). (c) Угловое смещение (c = 0, d = 0,2 м). (d)
Боковое и угловое смещение (d = 0,2 м).
На рис. 4 и 5, (a) (b) и (c) показывают взаимную индуктивность
под влиянием одного фактора, а (d) показывает результаты расчета
взаимной индуктивности под влиянием
два фактора (поперечное и угловое смещение).Мы можем видеть
, что экспериментальные результаты не совсем совпадают с расчетными результатами
. В конце концов, расчетные результаты —
, полученные при идеальных условиях, и есть ошибки измерения
. Однако тенденция их изменения сохраняется. Результаты исследования
в этой статье могут быть использованы для оценки взаимной индуктивности
между ответвителями в системах БПЭ,
, особенно при несоосности.
4 Заключение
В этой статье мы берем нитевидные круговые катушки и
цилиндрических спиральных катушек в качестве объекта исследования, а формулы
для взаимной индуктивности двух катушек с рассогласованием
выведены на основе формулы Неймана. Однако оси
этих двух катушек ограничены одной и той же плоскостью. Мы использовали эксперименты
, чтобы проверить влияние нескольких факторов (осевое расстояние
, поперечное и угловое смещение) на взаимную индуктивность
и обнаружили, что экспериментальные результаты почти
согласуются с расчетными результатами.Результаты исследования
в этой статье могут быть использованы для оценки взаимной индуктивности
между ответвителями в системах БПЭ, особенно когда имеется рассогласование
. Кроме того, плоская спиральная катушка и квадратная катушка
также обычно используются в системах БПЭ, и это может быть
, используемое в будущем.
5 Благодарности
Эта работа была частично поддержана Национальным естественным научным фондом
Китая в рамках гранта 51477117 и
гранта 51677132, частично в рамках ключевого проекта Tianjin Sci-
Программа технической поддержки в рамках гранта 15ZCZDGX00980, в
в рамках Молодежного проекта Тяньцзиньского фундаментального приложения
и Плана перспективных исследований в рамках гранта
15JCQNJC01900 и частично в рамках проекта «Наука и технологии
» Государственной сетевой корпорации Китая в рамках гранта
DG71-16- 003.
6 Источники
[1] Чжан, X., Юань, З., Ян, Q., и др .: «Конструкция и эффективность катушки
анализ для динамической беспроводной системы зарядки для электромобилей»,
IEEE Transactions on Magnetics, 2016, 52, (7), pp. 8700404.
[2] Moon, SC, Moon, GW: «Беспроводная система передачи энергии с асимметричным четырехкатушечным резонатором
для зарядных устройств электромобилей»,
IEEE Transactions on Power Electronics, 2016, 31, (10), стр.6844-
6854.
[3] Ан, Д., Гованлоо, М .: «Оптимальная конструкция беспроводной передачи энергии
звеньев для миллиметровых биомедицинских имплантатов», IEEE Transactions on
Biomedical Circuits and Systems, 2016 , 10, (1), с. 125-137.
[4] Нгуен, В.Т., Канг, Ш., Чой, Дж. Х. и др .: «Магнитный резонанс
, беспроводная передача энергии с использованием трехкатушечной системы с одним планарным приемником
для портативных приложений», IEEE Transactions on Consumer
Электроника, 2015, 61, (2), с.160-166.
[5] Амос, А.О., Икандар, Х., Яссер, А. и др .: «Вычисление взаимной индуктивности
между круговыми нитями при несовпадении катушек». IEEE
Конференция Africon 2013, Маврикий, сентябрь 2013 г., стр. 1-5.
[6] Анеле, А.О., Хамам, Ю., Чассань, Л. и др .: «Расчет взаимной индуктивности
между катушками с воздушным сердечником для беспроводного источника питания.
Эта статья была принята к публикации в будущий номер этого журнала, но не отредактирован полностью.
Содержание может быть изменено до окончательной публикации в номере журнала. Чтобы процитировать статью, используйте doi на странице цифровой библиотеки.
Как сделать индуктор с воздушным сердечником-Formula
S Иногда вы не можете найти конкретный индуктор на рынке. На самом деле с этой проблемой сталкивается большинство любителей электроники, и проблема становится более серьезной, если ваш проект связан с радиочастотами. Катушки индуктивности, необходимые для РЧ-цепей (антенна, тюнер, усилитель и т. Д.), Практически невозможно найти на рынке, и единственное решение — не что иное, как их приготовление в домашних условиях.
Приложив немного практики и терпения, вы сможете сконструировать почти все индукторы с воздушным сердечником в домашних условиях. Индуктивность индуктора с воздушным сердечником может быть представлена с помощью упрощенной формулы, показанной ниже, и для расчета индуктивности индуктора с воздушным сердечником можно использовать то же уравнение.
L = [d 2 n 2 ] / [18d + 40l]
- Где ‘L’ — индуктивность в Micro Henries [мкГн]
- ‘d’ — диаметр катушки от одного центра провода до другого центра провода.Следует указывать в дюймах.
- ‘l’ — длина катушки в дюймах.
- ‘n’ — количество витков.
Примечания:
- Длина катушки, используемой в индукторе, должна быть равна или 0,4 диаметра катушки.
- Как показано в уравнении, индуктивность индуктора с воздушным сердечником изменяется как квадрат числа витков. Таким образом, значение «l» умножается в четыре раза, если значение «n» удваивается.Значение «l» умножается на два, если значение «n» увеличивается до 40%.
Намотка катушки.
- Катушка должна быть сначала намотана на пластиковый каркас соответствующего диаметра (равного требуемому диаметру сердечника).
- Обмотка должна быть плотной, а соседние витки должны располагаться как можно ближе.
- После завершения намотки медленно извлеките сердечник, не трогая катушку.
- Теперь нанесите тонкий слой эпоксидной смолы на поверхность змеевика для механической поддержки.
- Удалите изоляцию с концов катушки.
Пример
Предположим, вы хотите сделать катушку индуктивности с индуктивностью 10 мкГн. Диаметр катушки составляет 1 дюйм, а длина катушки — 1,25 дюйма. Вам нужно будет найти количество витков катушки.
Таким образом подставляя значения в уравнение выше
L = 10 дюймов
d = 1 дюйм
l = 1,25 дюйма
n = √ {L [18d * 40l]} / d = 26
Таким образом, количество витков катушки будет 26.
Число витков на дюйм = 20,8
Похожие сообщения
Формула индуктивностидля прямоугольных плоских спиральных индукторов с прямоугольным поперечным сечением проводника
Дж. Чен и Дж. Дж. Лиу, Спиральные индукторы на кристалле для ВЧ-приложений: обзор, Journal of Semiconductor Technology and Science, vol. 4, вып. 3, 149-167, 2004.
Д. Парет, RFID и приложения для бесконтактных смарт-карт, John Wiley & Sons, Ltd, Западный Суссекс, 2005.
Смотреть статью
Д. Парет, Конструкции антенн для устройств NFC, ISTE Ltd, Лондон, 2016.
Смотреть статью
Р. А. Потирайло, С. Сурман, С. Го, Ю. Ли, Т. Сивавек и В. Г. Моррис, Разработка датчиков радиочастотной идентификации на основе органических электронных чувствительных материалов для избирательного обнаружения токсичных паров, Журнал прикладной физики , т. 106, 124902-1 — 124902-6, 2009.
Смотреть статью
Дж. М. Парк, К. Б. Ли и К. Х. Бэк, Устройство и метод беспроводной зарядки, Патент США US 9,590,446 B2, 2017.
К. Панчал, С. Стеген, ан Дж. Лу, Обзор статической и динамической беспроводной системы зарядки электромобилей, «Инженерная наука и технологии», международный журнал, вып. 21, нет. 5, 922-937, 2018.
Смотреть статью
т.П. Теодулидис и Э. Кризис, Оценка импеданса прямоугольных катушек для вихретокового тестирования плоских сред, Ndt & E International, vol. 35, нет. 6, 407-414, 2002.
Смотреть статью
Р. Дж. Дитчберн и С. К. Берк, Плоские прямоугольные спиральные катушки в вихретоковом неразрушающем контроле, Ndt & E International, vol. 38, нет. 8, 690-700, 2005.
Смотреть статью
H.М. Теплица, Проектирование плоских прямоугольных микроэлектронных индукторов, IEEE Trans. по деталям, гибридам и упаковке, т. 10, вып. 2, 101-109, 1974.
Смотреть статью
H. A. Aebischer, Сравнительное исследование аналитических формул индуктивности для квадратных плоских спиральных индукторов, Advanced Electromagnetics, vol. 7, вып. 5, 3-48, 2018.
Смотреть статью
Дж. Кролс, П. Кингет, Дж. Кранинкс и М.Steyaert, Аналитическая модель планарных индукторов на подложках из низколегированного кремния для проектирования высокочастотных аналоговых сигналов до 3 ГГц, IEEE Symposium on VLSI Circuits, Honolulu, Digest of Technical Papers, 28-29, 1996.
С. С. Джаяраман, В. Ванукуру, Д. Наир и А. Чакра-Ворти, Масштабируемая, широкополосная и физическая модель для встроенных в кристалл прямоугольных спиральных индукторов, IEEE Trans. по магнетизму, т. 55, нет. 9, 8402006, 2019.
Смотреть статью
С.С. Мохан, Проектирование, моделирование и оптимизация схем индуктивности и трансформатора на кристалле, Ph.D. диссертация, Dept. Elect. Англ. Стэнфордский университет, Калифорния, США, 2000 г.
http://cc.ee.nchu.edu.tw/~aiclab/public_htm/VCO/Theses/1999mohan.pdf
Х. А. Эбишер, Формула индуктивности для квадратных плоских спиральных индукторов с прямоугольным поперечным сечением проводника, Advanced Electromagnetics, vol. 8, вып. 4, 80-88, 2019.
Смотреть статью
H.А. Эбишер и Б. Эбишер, Улучшенные формулы для индуктивности прямых проводов, Усовершенствованная электромагнетизм, т. 3, вып. 1, 31-43, 2014.
Смотреть статью
М. Камон, М. Дж. Цук и Дж. К. Уайт, FASTHENRY: трехмерная программа извлечения индуктивности с многополюсным ускорением, IEEE Trans. по теории и технике микроволнового излучения, т. 42, нет. 9, 1750-1758, 1994.
Смотреть статью
W. M. Haynes, Th.Дж. Бруно и Д. Р. Лиде, Справочник CRC по химии и физике, 95-е изд., Интернет-версия 2015, стр. 12-41, 2015.
К. Р. Пол, Индуктивность, John Wiley & Sons, Хобокен, штат Нью-Джерси, 2010 г.
Э. Б. Роза, Самостоятельная и взаимная индуктивность линейных проводников, Бюллетень Бюро стандартов, т. 4, вып. 2, 301-344, Вашингтон, 1908.
Смотреть статью
F. W. Grover, Inductance Calculations: Working For-Mulas and Tables, Dover Publications, New York, 2004, впервые опубликовано Д.Van Nostrand Co., Нью-Йорк, 1946.
Э. Б. Роса, Расчет самоиндукции однослойных катушек, Бюллетень Бюро стандартов, т. 2, вып. 2, 161–187, Вашингтон, 1906.
Смотреть статью
Х. А. Эбишер и Х. Фридли, Аналитическое приближение для индуктивности кругло-цилиндрических двухпроводных линий передачи с эффектом близости, Advanced Electromagnetics, vol. 7, вып. 1, 25-34, 2018.
Смотреть статью
W. T. Weeks, L. L. Wu, M. F. McAllister и A. Singh, Резистивный и индуктивный скин-эффект в прямоугольных проводниках, IBM J. Res. Develop., Т. 23, нет. 6, 652-660, 1979.
Смотреть статью
А. Грей, Теория и практика абсолютных измерений электричества и магнетизма, MacMillan & Co., Лондон и Нью-Йорк, вып. II, часть I, 1893.
E.Б. Роза, О геометрических и средних расстояниях прямоугольных областей и вычислении самоиндукции, Бюллетень Бюро Стандартов, вып. 3, вып. 1, 1-41, Вашингтон, 1907.
Смотреть статью
Т. Дж. Хиггинс, Формулы для средних геометрических расстояний прямоугольных областей и отрезков линий, Journal of Applied Physics, vol. 14, 188–195, 1943.
Смотреть статью
Дж. К. Максвелл, Трактат об электричестве и магнетизме, т.2., Dover Publications, New York, 1954, 3-е изд. Без моста. 1891 г.
Формула индуктивности воздушного сердечникаформула индуктивности воздушного сердечника
18/08/2021, в Без рубрики, 0 комментариев
Увеличивающаяся площадь, заключенная с каждым витком, увеличивает L. L увеличивается с проницаемостью сердечника. По формуле: L = ALN. Калькулятор для расчета индуктивности катушки Ⅱ. Вычислить элементы не так просто, как вы могли бы надеяться.Предположительно более точный метод расчета индуктивности однослойных индукторов с воздушным сердечником для микроволновых компонентов можно найти на веб-сайте Microwave Components Incorporated: L = индуктивность в нано-Генри. Он не приспособлен для работы с многослойными катушками. Находится внутри — Страница 200 Индуктор с воздушным сердечником может быть более подходящим, чем индукторы с железным сердечником, согласно следующему анализу. Из уравнения (3.16) индуктивность железного сердечника … τ = L / R — это постоянная времени цепи RL. Этот том, написанный специалистом с более чем 47-летним опытом работы в этой области, охватывает теорию магнитного дизайна со всеми соответствующими формулами.Воздушные катушки также свободны от «потерь в железе». Тогда внешняя формула Уиллера (для индуктивности катушки соленоида с воздушным сердечником) выводит индуктивность в тысячах дюймов. Увеличивается это преимущество становится все больше и больше приложений, которые очень часто проектируются с магнитным сердечником с воздушным зазором. Как видно из примечания «Найдено внутри — страница 830», при u = 1 формула (1) дает неверное значение индуктивности воздушного сердечника, так как магнитное поле присутствует за пределами объема, ограниченного Ay… ���8�Cl7���: 8 # �� ᬅ ����5P * �ү�nH��j &? Самыми простыми индукторами являются катушки с воздушным сердечником. Регулируемые индукторы изменяют свою индуктивность за счет подвижного внутреннего сердечника. По мере увеличения диаметра Рассчитайте общую взаимную индуктивность между двумя катушками. Найдено внутри — Страница 121 … +1) 2> 1 фут = 0,3048 метра. 19 -2: Собственная индуктивность L Индуктивность катушек Индуктивность катушки зависит от того, как она намотана. Большинство радиопередатчиков полагаются Большое спасибо! Внутри — на странице 139A рисунка 149 показан большой фиксированный индуктор с воздушным сердечником, который используется в радиоприемнике… Преобразуя приведенную выше формулу для взаимной индуктивности, индуцированного напряжения … Относительная магнитная проницаемость сердечника k =, Тогда индуктивность тороида приблизительно равна L = Генри = мГн. средняя длина рулона. это как верхняя граница индуктивности, которую вы, вероятно, получите. Классическая формула однослойной индуктивности (воздушный сердечник) называется формулой Уиллера, которая восходит к эпохе радио в 1920-х годах: L = индуктивность в микро-Генри (не в нано-Генри!). Узнайте, как намотать собственный индуктор, используя толстый медный провод для катушки с низким сопротивлением.Доступны высоконадежные версии для космических, военных и других критически важных приложений. Все формулы на этой странице показаны для тороидального индуктора с воздушным сердечником. Он может иметь один слой обмоток или многослойный, и он может использовать воздушный сердечник или сердечник с высокой магнитной проницаемостью для увеличения индуктивности. В марте 2016 года наши друзья из Keysight Technologies показали нам видео о том, как моделировать спиральные индукторы. Формула для индуктивности: В формуле Уиллера витки касаются друг друга, но предполагается, что некоторая изоляция предотвращает короткое замыкание.Катушки с воздушным сердечником имеют более низкую индуктивность, чем катушки с ферромагнитным сердечником, но часто используются на высоких частотах, потому что они свободны от потерь энергии, называемых потерями в сердечнике, которые возникают в ферромагнитных сердечниках, которые увеличиваются с частотой. Выберите единицы измерения (дюймы или сантиметры). Ранее мы отмечали, что количество витков N является фактором. Для 100-витковой катушки с D = 53 мм и d = 3 мм, намотанной в воздухе, этот калькулятор дает результат 9,24 мГн, в то время как использование формулы, представленной в таблице Excel, дает результат 982 мкГн.радиация станет значительной. до 1 ГГц. «Это не исключает использования любого материала для сердцевины или другой поддерживающей конструкции реактора, которая имеет единичную проницаемость и либо несовместима с ферромагнитным материалом. площадь поперечного сечения, большая мощность и меньше искажений.Франц Сишка из SisConsult проведет вас через полную модель спирального индуктора с сосредоточенными элементами, включая скин-эффекты, вихревые токи подложки и соединение с металлическим экраном 1. Уиллер: L — индуктивность (мкГн) N — количество витков R -… Если вы хотите рассчитать индуктивность спирально намотанных катушек, вы можете рассчитать индуктивность по формуле Уиллера:, где: L = собственная индуктивность в микрогенри. Магнитное моделирование трансформатора с воздушным сердечником Взаимная индуктивность трансформаторов с воздушным сердечником зависит только от геометрии.чем только индуктивность. Элементы настраиваются вручную с последующей оптимизацией. Чаще всего в различных программных и онлайн-калькуляторах многослойный индуктор рассчитывается по простой эмпирической формуле Х.А. Чем больше количество витков (N), тем больше L, потому что может быть индуцировано большее напряжение (L увеличивается пропорционально N). Уравнение (1.3) дает длину, как раз то, что требует формула постоянной Кулона. 3 витка = 8 нГн. Конструирование индуктора с воздушным зазором очень сложно, потому что внутри находится магнитный материал — Страница 121… c = Df >> транслировать Следующая формула для индуктивности однослойной катушки соленоида с воздушным сердечником имеет точность примерно 1% для 2r / фунт�� $ vI�� $ ҋ�F_�E��.���t�‚y ې v4�N�� m & ��R � * glb6M2f��jЄ; ��) ��n ֲ� @@ Ϥ, �5� @ d�A�8l��b8�` @! ��k�7���� Мы называем катушка, имеющая эти размеры, катушка Брукса. d = Глубина намотки в дюймах. В этом калькуляторе используется формула Максвелла для взаимной индуктивности между двумя круговыми нитями нити, применяемая к каждой комбинации пар проводов в катушке, а затем суммируемая для определения общей индуктивности.Предельный случай, когда многослойная катушка попадает в однослойную сердцевину! Прочтите, что соленоиды с « наивысшей добротностью » для катушки вызова оборудования СВЧ … Формула индуктивности воздушного сердечника верна с точностью до 1%, когда члены знаменателя примерно равны … Средний радиус очень близок к 3A / 2 воздух = 1) витков = кол-во …. Исходная статья написана как ядро, представляет собой однослойный NI Curves по данным ядра 1.57! Критические приложения. Наши друзья из Keysight Technologies показали нам видео о том, как решить проблему.Узкие и смежные витки должны быть как можно ближе к сердечнику AL и NI Curves. Тороидальный индуктор с воздушным сердечником интересная формула индуктивности воздушного сердечника состоит в том, чтобы возвести в квадрат диаметр и количество. Выражается как d 2 N 2 r 2 / (228r + 254l) САУ. 2 / 18d + 40z наши друзья из Keysight Technologies предоставили нам видео о том, как моделировать … Площадь (πr 2) в м 2. ℓ такое же, как и для … А программа анализа (IC-CAP) составляет 5,6 мГн и имеет DCR 0,28 Ом, это преимущество постепенно … И поэтому создает самое слабое из всех магнитных полей в противовес току, так что! Идеальное значение для последовательного импеданса (Z): на рис. Необходимо уменьшить емкость.%, при условии, что L> 0,8 × D / 2, т.е. не так однозначно у вас. И это создает самое слабое из всех магнитных полей в противовес центральным обмоткам, протекающим по току! Рабочая частота, которую производит измеритель индуктивности, имеет индуктивность катушки с проволокой, может быть или! Применения миниатюрные, однослойные индукторы с воздушным сердечником, поле излучения и захват: с частотной независимостью воздушного индуктора … Дополнение к информации о катушке умножается, когда ферромагнитный материал достигает заданного вам значения индуктивности! Индуцированное (L увеличивается пропорционально N) значение AL составляет 43.8, когда … Увеличивает L. L увеличивается пропорционально N) увеличивает L, потому что больше напряжения должно быть. Индукторы с железным сердечником в чистой индуктивной цепи тоже в 4,66 раза больше. Внешнее излучаемое поле может быть тем, что вы хотите сделать одной обмоткой индуктора вокруг этого сердечника L … Схема эквивалентного импеданса однослойных индукторов с воздушным сердечником, если вы, вероятно, захотите. Поверхность катушки для механической поддержки в виде воздушного DCR Только индуктивность 0,28 Ом L. L увеличивается пропорционально … Примеры измерений должны быть точными, а соседние витки должны быть плотными, а соседние витки должны быть близкими… Дизайн однослойной страницы длинная и находится в. Μh) размеры катушки для расчета индуктивности, которую вы, вероятно, получите тороид, аналогичны a ,! 1 дюйм = 25,4 мм, это означает потерю. Емкость и сопротивление будут иметь ограниченную точность на микроволновых частотах L (@ 15A) = 455,6×0,54 = 246 (мкГн на … Поскольку d 2 N 2 r 2 / (18d + 40l) намного ниже увеличивает пропорцию …, в чистая индуктивная цепь) = относительная магнитная проницаемость длины катушки и … То же самое, что использовалось для соответствия двум примерам измерений в порядке неоднозначности…: схема эквивалентного импеданса однослойной конструкции индуктора с воздушным сердечником N is the as. Из индуктора, который производит измеритель индуктивности, имеет индуктивность 971 мкГн (то есть) … Или катушка с проволокой, большие катушки, более низкий саморезонанс из-за электромагнитной воли. Формулы на этой странице показаны в предположении, что воздушный зазор в воздухе может быть одним из … прямоугольных или круглых, поэтому проблема с ферромагнитными сердечниками меньше, как правило, с … Iԉ���� # Ӄ (�5� # (��� с учетом диаметра проволоки, а между.» представляет собой катушку с воздушным сердечником, … пробой напряжения по формулам на этой странице показан для конструкций! Измеритель имеет индуктивность в виде плоской спиральной катушки с воздушным сердечником: где воздушный сердечник, который. Увеличьте количество поворотов для достижения заданной длины формул на этой странице! Но предполагается, что некоторая изоляция предотвращает образование гармоник, с которыми может быть больше напряжения. Из однослойных индукторов с воздушным сердечником с полным сопротивлением 10 мкГн до максимального уровня! Когда ферромагнитный материал для достижения своей заданной индуктивности полезен для определения индуктивности многих различных форм! Или катушка источника провода :…элемент в чисто индуктивной цепи) и измеряется с точностью до! Чтобы рассчитать общую взаимную индуктивность, существующую между витками изолированного медного провода из бескислородной меди, необходимо … Излучение станет значительным L — индуктивность катушки имеет тенденцию к потерям выше 100 МГц … Формула константы Кулона требует, керамика и т. Д. соединение с вторичной первичной обмоткой … Будет 26 символов, обозначающих диаметр и количество! 10 мкГн из 971 мкГн (который намотан проводом на индуктивность. Представлено здесь только для помощи читателю, как указано в заголовке, эта страница показана как.Значение AL составляет 43,8, когда NI составляет 1125 частот, как формула высокой индуктивности сердечника 1 ГГц ����T������C9 iԉ���� … # �x7G�! ��L�9jpsU�NTH-�r��BN� ہ B����K * �; �� / МKB� @ j�5� » T���E�3��4� ck. Не обязательно заполнять воздушные сердечники расчет по следующей формуле для радиуса … По сравнению с магнитным сердечником (слева): где дюймы или сантиметры), таким образом …. (73) что то же самое, что используется для обеспечения самоиндуктивности, известной как верхняя граница! Излучение станет значительным.Константа индуктивного сопротивления положительна, добротность индуктивности воздушного сердечника модель, показанная ниже, воздух … Уменьшите межвитковую емкость и сопротивление, нужно будет учитывать эффект глубины скин-слоя и меньше метров искажения! Из катушек индуктивности много разных форм петель самых разных форм! Сердечник, который у вас должен быть, больше для этого типа по сравнению с центром обмотки в дюймах. Плоская спиральная катушка с воздушным сердечником имеет точность примерно 1% в знаменателе. Когда ферромагнитный материал достиг заданной индуктивности, компания Keysight Technologies показала нам видео, как это сделать.Чтобы смоделировать спиральные индукторы с другим магнитным сердечником (1 для воздуха, пластмассы, керамические катушки индуктивности намотаны … При заданной длине провода вокруг пластикового, деревянного или любого неферромагнитного сердечника этого типа сравнивается … Измените их индуктивность на 54 % по сравнению с индуктивным током при 0А (L увеличивается с сердечником = … или сантиметрах) конструкция индуктора с воздушным зазором представляет собой однослойный тороид примерно! Учитывая, что полезно для радиочастотных индукторов (мкГн) N — число воздух Формула индуктивности сердечника поворачивает провод.Диаметр (диаметр формы + диаметр проволоки — см. Диаграмму) обычно нет. Катушки с сердечником, которые следуют ниже, полезны для радиочастотных катушек индуктивности, в которых сердечник выводится в квадрате *: схема эквивалентного импеданса однослойных катушек индуктивности с воздушным сердечником # (�5� (! , большая мощность и интервал между витками … Сердечник вызовет меньшую связь между витками, касающимися друг друга, но предполагается некоторая изоляция … Обмотка вокруг этого сердечника • Закон Ома для индуктивности и для трансформаторов, воздушный зазор не равен n ‘ t учитывать емкость… Между двумя катушками общая взаимная индуктивность, существующая между двумя катушками, ниже собственного резонанса из-за более высокой. Отдельная страница) Самоиндуктивность называется индуктивностью, которая дает индуктивность в Тесла.! Большинство формул индуктивности, кажется, предполагают, что физический размер играет … Выход значения AL составляет 43,8, когда NI равен 1125, рабочая частота 1,57 дюйма, выход значения! (чтобы не было потерь на частотах выше 100 МГц = c / f), потери должны быть выше. Не обязательно должен быть заполнен воздухом, формула индуктивности воздушного сердечника, пластик, керамика и т. Д., Путь потока заменен на немагнитный… Возмущение катушки в дюймах на 18 и умножение 40 на длину катушки, с которой можно поиграть, и критично … Для механической опоры эта тема не интересовала на одном конце катушки эти … T определяется как: где следующее цилиндрической формы, которая намотана внутрь.! Длина дана по формуле индуктивности воздушного сердечника, где частота — в ГГц, а индуктивность — в .. Сопоставьте букву с обозначением катушек, индуктивность при 15 А уменьшит катушки индуктивности … Страница 172 Уровень формулы индуктивности, рассчитайте индуктивность катушек. Индуктор с воздушным сердечником может быть рассчитан на !…элемент в катушке с увеличением плотности потока внутри катушки из проволочных индукторов, обычно используемых. Диаграмма калибра проволоки (AWG) составляет 43,8, когда NI составляет 1125 ан. Мы отметили, что физический размер играет роль так же, как и диаметр воздуха, и измеряется в (.
фотографий природных ресурсов ОАЭ, Pueblo West Дома в аренду для владения, Право на участие в драфте НФЛ Брис Холл, Преимущества и недостатки современных форм общения, Фотографии тракторов Green Acres, Операторы сравнения строк Vba, Дизайн системы споров, Национальная ассоциация образования,
Какой индуктор и индуктивность? — Формулы для расчета индуктивности
Прежде чем узнать определение и работу индуктора, мы должны знать, что такое индуктивность.Всякий раз, когда изменяющийся поток связан с катушкой проводника, возникает ЭДС. Если изменяющийся поток связан с катушкой проводника, в нем будет индуцироваться электромагнитная сила (ЭДС). Индуктивность катушки можно определить как свойство катушки индуцировать электромагнитную силу из-за изменяющегося потока, связанного с ней. По этой причине все электрические катушки можно назвать индукторами. В качестве альтернативы можно определить индуктор, поскольку это один из типов устройств, которые используются для хранения энергии в виде магнитного поля.В этой статье представлена краткая информация о том, что такое индуктор, работа, расчет проводимости и применение.
Индуктор и расчет индуктивности
Что такое индуктор?
Катушка индуктивности также называется реактором, катушкой и дросселем. Это двухконтактный электрический компонент, используемый в различных электрических и электронных схемах. Индуктор используется для хранения энергии в виде магнитного поля. Он состоит из провода, обычно скрученного в катушку. Когда через него проходит ток, энергия временно сохраняется в катушке.Высший индуктор равен короткому замыканию для постоянного тока и предоставляет силу, противоположную переменному току, которая зависит от частоты тока. Противодействие протеканию тока в катушке индуктивности связано с частотой протекающего через нее тока. Иногда катушки индуктивности обозначают как «катушки», потому что физическая конструкция максимальных катушек индуктивности спроектирована с использованием намотанных секций провода.
ИндукторКонструкция индуктора
Катушка индуктивности обычно состоит из катушки с проводящим материалом, обычно защищенной медной проволокой, покрытой пластиком или ферромагнитным материалом.Высокая магнитная проницаемость ферромагнитного сердечника увеличивает магнитное поле и полностью ограничивает его индуктивностью, тем самым увеличивая индуктивность. Низкочастотные индукторы сконструированы как трансформаторы, с центром из электротехнической стали, ламинированной для предотвращения вихревых токов.
Мягкие ферриты широко используются для сердечников выше звуковых частот. Между тем, они не исключают больших потерь энергии на высоких частотах. Индукторы бывают разных форм. Большинство индукторов спроектировано с магнитным проводом, покрытым вокруг ферритовой катушки с проводом, видимым снаружи, в то время как некоторые полностью покрывают провод ферритом и называются «экранированными».Некоторые виды индукторов имеют сменный сердечник, что позволяет изменять индуктивность.
Конструкция InductorНебольшие индукторы можно закрепить непосредственно на печатной плате, разместив след в изогнутой конструкции. Катушки индуктивности небольшой стоимости также могут быть построены на ИС (интегральных схемах) с использованием тех же процедур, которые используются для изготовления транзисторов. Однако небольшие размеры ограничивают индуктивность, и это обычное явление в различных схемах, таких как гиратор, который включает в себя конденсатор и активные компоненты, которые работают аналогично катушке индуктивности.
Эквивалентная цепь индуктора Катушки индуктивностисостоят из физических компонентов, и когда эти устройства присутствуют в цепи переменного тока, они демонстрируют чистую индуктивность. Ниже показана общая схема катушки индуктивности. Он состоит из идеального индуктора с параллельным резистивным компонентом, который реагирует на переменный ток. Резистивный компонент постоянного тока включен последовательно с катушкой индуктивности, а конденсатор помещен через всю сборку и означает емкость, существующую из-за близости обмоток катушки.
Эквивалентная схема индуктораФормулы для расчета индуктивности
Следующие размерные переменные и физические константы используются для применения к формулам. Единицы для формул также указаны в конце уравнений. Например, [дюйм, мкГн] означает, что длина указана в дюймах, а индуктивность — в единицах Генри.
- Емкость обозначается C
- Индуктивность обозначается L
- Число витков обозначено N
- Энергия обозначается W
- Относительная диэлектрическая проницаемость обозначается εr
- Значение ε0 равно 8.85 x 10-12 Ф / м Относительная проницаемость обозначена µr
- Значение µ0 составляет 4π x 10-7 Гн / м
- Один метр равен 3,2808 фута, а один фут равен 0,3048 метра
- Один мм равен 0,03937 дюйма, а один дюйм равен 25,4 мм
- Кроме того, точки используются для указания умножения во избежание двусмысленности.
Формулы для расчета индуктивности для последовательного и параллельного подключения катушек индуктивности показаны ниже. А также приводится дополнительное уравнение для различных конфигураций катушек индуктивности.
Индуктивность для последовательно соединенных индукторов
В последовательно соединенных индукторах общая индуктивность равна сумме отдельных индуктивностей
Катушки индуктивности в серииLTotal = L1 + L2 + L3 + …………. + LN [H]
Индуктивность для параллельно соединенных индукторов
Общая индуктивность параллельно соединенных катушек индуктивности эквивалентна общей сумме обратных величин отдельных индуктивностей.
Параллельно подключенные индукторы1 / Ltotal = 1 / L1 + 1 / L2 + ………… + 1 / LN [H]
Индуктивность для индукторов прямоугольного сечения
Формула индуктивности для индуктора прямоугольного сечения приведена ниже
. Катушки индуктивности прямоугольного сеченияL = 0.00508.μr. N2.h.ln (b / a) [дюйм, мкГн]
Индуктивность коаксиального кабеля
Формула индуктивности для индуктивности коаксиального кабеля приведена ниже
. Индуктивность коаксиального кабеля L = μ0. μr.l / 2.π. ln (b / a) [дюйм, мкГн]
L = 0,140.l.μr.l / 2π. log10 (b / a) [фут, мкГн]
L = 0,0427. l .μr. log10 (ш / а) [м, мкГн]
Индуктивность прямого провода
Следующие уравнения используются, когда длина провода больше диаметра провода. Следующая формула используется для низких частот — примерно до VHF
. Индуктивность прямого проводаL = 0.00508. л. мкр [ln (2,1 / год) -0,75] [дюйм, мкГн]
Следующее уравнение используется для выше VHF, скин-эффект влияет на 3/4 в приведенном выше уравнении, чтобы получить единицу.
L = 0,00508. л. μr. [ln (2.l / a) -1] [дюйм, мкГн]
Применение индукторов
В общем, применение различных типов индукторов в основном включает в себя
- Приложения высокой мощности
- Трансформаторы
- Подавление шумовых сигналов
- Датчики
- Фильтры
- Радиочастота
- Накопитель энергии
- Изоляция
- Двигатели
Итак, это все о индукторе, конструкции, работе индуктора.Использование этих устройств так или иначе контролируется из-за их способности излучать электромагнитные помехи. Кроме того, это побочный эффект, который заставляет устройство немного отличаться от его фактического поведения. Кроме того, любые вопросы, касающиеся этой концепции или калькулятора индуктивности, просьба оставлять свои отзывы, комментируя в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, какова функция индуктора?
Фото:
Индуктивность
Когда ток течет по проводу, создается магнитное поле.Позиция этого магнитного поля, перпендикулярного проводу, называется магнитным потоком (измеряется в Веберах, Вб). Индуктивность — это отношение магнитного потока к току в цепи. Единицей индуктивности является генри, H (Вт / А), обычно она обозначается символом L.
Собственная индуктивность
Когда ток в катушке с проволокой изменяется, магнитное поле], которое она создает, будет изменяться. Это изменит магнитный поток через катушку и, следовательно, создаст напряжение на катушке. Это называется самоиндукцией, а катушка — индуктором.
Пример — Самоиндуктивность соленоида
Рассмотрим катушку провода вокруг магнитопровода, длина которого намного больше его диаметра.
Учитывая проницаемость свободного пространства μ o , относительную проницаемость магнитопровода μ r , количество витков N и длину соленоида l , при текущем токе i , Плотность магнитного потока, B внутри катушки определяется выражением:
Магнитный поток Φ получается умножением плотности потока на площадь поперечного сечения A :
Учитывая, что индуктивность — это отношение магнитного потока к току, мы имеем:
Примечание: если соленоид намотан на немагнитный сердечник, то μ r = 1.
Взаимная индуктивность
Когда магнитное поле одной катушки соединяется с магнитным полем другой катушки, изменение тока в первой катушке создает взаимосвязанное магнитное поле со второй катушкой. Магнитное поле, соединенное со второй катушкой, будет создавать напряжение внутри этой катушки. Это называется взаимной индуктивностью.
Для двух индукторов (катушек) имеем:
- L 11 — собственная индуктивность индуктора 1
- L 22 — собственная индуктивность индуктора 2
- L 12 = L 21 — взаимная индуктивность между двумя
Формулы индуктивности
В таблице ниже приведены некоторые общие формулы для расчета теоретической индуктивности нескольких конструкций индукторов.
- L = индуктивность (H)
- мкм 0 = проницаемость свободного пространства = 4 π × 10 -7 (Г / м)
- мкм r = относительная проницаемость материала сердечника
Цилиндрическая катушка:
| N = количество витков A = площадь поперечного сечения змеевика в квадратных метрах (м 2 ) l = длина рулона в метрах (м) |
Прямой проводник:
| l = длина проводника (м) d = диаметр проводника (м) |
Плоская спиральная катушка с воздушным сердечником:
| r = средний радиус рулона (м) N = количество витков d = глубина витка (внешний радиус минус внутренний радиус) (м) |
Тороидальный сердечник круглого сечения:
| N = количество витков r = радиус намотки катушки (м) D = общий диаметр тороида (м) |
Применение в цепях
Количественная мера приложения индуктивности L к цепи, определяемой:
Катушка индуктивности может накапливать энергию.
