Indukcijas savienojums

Iepriekšējā apmācībā mēs sākām ar izpratni par induktoru un tā darbību, tagad ir pienācis laiks izpētīt dažādas induktoru kombinācijas. Elektronikā induktori ir visbiežāk izmantotie komponenti pēc kondensatoriem un rezistoriem, kurus izmanto dažādās kombinācijās dažādiem lietojumiem. Mēs arī izmantojām induktoru metāla detektoru veidošanai un izmērījām induktora vērtību, izmantojot dažādas metodes, visas saites ir norādītas zemāk:

• LC mērītājs, izmantojot Arduino: Induktivitātes un frekvences mērīšana
• Kā izmērīt induktora vai kondensatora vērtību, izmantojot osciloskopu
• Vienkārša metāla detektora shēma
• Arduino metāla detektors

Kas ir savienotās shēmas?

Komponentu kombinācijas ir kopā, lai izveidotu savienotas shēmas. Savienotās ķēdes nozīme ir tāda, ka enerģijas pārnešana notiek no vienas uz otru, kad tiek ieslēgta kāda no ķēdēm. Galvenās elektronikas ķēdes sastāvdaļas ir savienotas vai nu vadoši, vai elektromagnētiski.

Tomēr šajā apmācībā tiks apspriesta elektromagnētiskā savienošana un induktoru kombinācija, piemēram, induktori virknē vai paralēlās kombinācijās.

Savstarpējā induktivitāte

Iepriekšējā rakstā mēs apspriedām induktora pašinduktivitāti un tā parametru. Pašinduktivitātes operācijas laikā savstarpēja induktivitāte nenotika.

Kad notiek strāvas maiņas ātrums, spoles iekšpusē tiek inducēts spriegums. Ko tālāk var pierādīt, izmantojot šādu formulu:

V (t) ir inducētais spriegums spoles iekšpusē, i ir strāva, kas plūst caur spoli, un spoles induktivitāte ir L.

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

Iepriekš minētais nosacījums attiecas tikai uz pašinduktivitātes ķēdes elementu, kurā atrodas divi spailes. Šādā gadījumā rīkojumā netiek ņemta vērā savstarpēja induktivitāte.

Ja tajā pašā scenārijā divas spoles atrodas tuvu, notiek induktīvā sakabe.

Iepriekš redzamajā attēlā ir parādītas divas spoles. Šīs divas spoles atrodas ļoti tuvu viena otrai. Sakarā ar strāvu i1, kas plūst caur spoli L1, tiek izraisīta magnētiskā plūsma, kas pēc tam tiks pārnesta uz otru spoli L2.

Iepriekš redzamajā attēlā tā pati ķēde tagad ir cieši iesaiņota serdes materiālā, lai spoles nevarētu pārvietoties. Tā kā materiāls ir magnētisks kodols, tam ir caurlaidība. Abas atsevišķās spoles tagad ir magnētiski savienotas. Tagad ir interesanti, ja viena no spolēm saskaras ar strāvas maiņas ātrumu, otra spole izraisīs spriegumu, kas ir tieši proporcionāls strāvas maiņas ātrumam otrā spolē.

Tāpēc, kad spolē L1 tiek izmantots sprieguma avots V1, strāva i1 sāks plūst caur L1. Strāvas maiņas ātrums rada plūsmu, kas plūst caur magnētisko kodolu un rada spriegumu spolē L2. L1 strāvas izmaiņu ātrums maina arī plūsmu, kas var vēl vairāk manipulēt ar L2 izraisīto spriegumu.

Izraisīta spriegums L2 var aprēķināt zemāk formula-

V ₂ = M {di ₁ (t) / dt}

Iepriekš minētajā vienādojumā ir nezināma entītija. Tas ir M. Tas ir tāpēc, ka savstarpējās induktivitātes ir atbildīgas par savstarpēji izraisītu spriegumu divās neatkarīgās ķēdēs. Šī M savstarpējā induktivitāte ir koeficienta proporcionalitāte.

Tas pats attiecībā uz pirmo spoli L1, savstarpēji inducētais spriegums pirmās spoles savstarpējās induktivitātes dēļ var būt -

V ₂ = M {di ₂ (t) / dt}

Tāpat kā induktivitāte, Henrijā mēra arī savstarpējo induktivitāti. Maksimālā savstarpējās induktivitātes vērtība var būt √L ₁ L ₂. Tā kā induktivitāte inducē spriegumu ar strāvas izmaiņu ātrumu, savstarpējā induktivitāte inducē arī spriegumu, ko sauc par savstarpējo spriegumu M (di / dt). Šis savstarpējais spriegums var būt pozitīvs vai negatīvs, kas ir ļoti atkarīgs no spoles fiziskās uzbūves un strāvas virziena.

DOT konvencija

Dot Konvencija ir būtisks instruments, lai noteiktu polaritāti savstarpēji izraisītu spriegumu. Kā norāda nosaukums, apļa formas punktu zīme ir īpašs simbols, ko izmanto divu spoles galā savstarpēji savienotās ķēdēs. Šis punkts sniedz arī informāciju par tinuma konstrukciju ap tā magnētisko kodolu.

Iepriekš minētajā ķēdē ir parādīti divi savstarpēji saistīti induktori. Šiem diviem induktoriem ir L1 un L2 induktivitāte.

Spriegumi V1 un V2 tiek izveidoti visā induktoros ir strāvas rezultāts, kas ievadīts induktoros uz punktveida spailēm. Pieņemot, ka šo divu induktoru savstarpējā induktivitāte ir M, inducēto spriegumu var aprēķināt, izmantojot šādu formulu:

Pirmajam induktoram L1 inducētais spriegums būs -

V ₁ = L ₁ (di ₁ / dt) ± M (di ₂ / dt)

To pašu formulu var izmantot, lai aprēķinātu induktora inducēto spriegumu, V ₂ = L ₂ (di ₂ / dt) ± M (di ₁ / dt)

Tāpēc ķēde satur divu veidu inducēto spriegumu, indukcijas spriegumu pašinduktivitātes dēļ un savstarpēji inducēto spriegumu savstarpējās induktivitātes dēļ. Inducēto spriegumu atkarībā no pašinduktivitātes aprēķina, izmantojot formulu V = L (di / dt), kas ir pozitīvs, bet savstarpēji inducētais spriegums var būt negatīvs vai pozitīvs atkarībā no tinuma konstrukcijas, kā arī strāvas plūsmas. Punkta izmantošana ir svarīgs parametrs, lai noteiktu šī savstarpēji inducētā sprieguma polaritāti.

Savienotajā ķēdē, kur divi spailes pieder divām dažādām spolēm un ir identiski apzīmēti ar punktiem, tad vienā un tajā pašā strāvas virzienā, kas ir salīdzināms ar līdzīgiem spailēm, katras spoles sevis un savstarpējās indukcijas magnētiskā plūsma summējas.

Savienojuma koeficients

Indukcijas savienojuma koeficients ir svarīgs parametrs savienotajām ķēdēm, lai noteiktu savienojuma daudzumu starp induktīvi savienotajām spolēm. No sakabes koeficientu izsaka ar burtu K.

Savienojuma koeficienta formula ir K = M / √L ₁ + L _2, kur L1 ir pirmās spoles pašinduktivitāte un L2 ir otrās spoles pašinduktivitāte.

Divas induktīvi savienotas shēmas ir savienotas, izmantojot magnētisko plūsmu. Ja visa induktora plūsma ir savienota vai savienota, otru induktoru sauc par perfektu savienojumu. Šajā situācijā K var izteikt kā 1, kas ir īss 100% savienojuma veids. Sakabes koeficients vienmēr būs mazāks par vienotību, un sakabes koeficienta maksimālā vērtība var būt 1 vai 100%.

Savstarpējā induktivitāte ir ļoti atkarīga no divu induktīvi savienoto spoles ķēžu savienojuma koeficienta. Ja sakabes koeficients ir lielāks, tad savstarpējā induktivitāte būs lielāka, no otras puses, ja sakabes koeficients ir mazāks, kas ievērojami samazinās savstarpējo induktivitāti sakabes ķēdē. Savienojuma koeficients nevar būt negatīvs skaitlis, un tam nav atkarības no strāvas virziena spoles iekšpusē. Sakabes koeficients ir atkarīgs no pamatmateriāliem. Dzelzs vai ferīta serdes materiālos sakabes koeficients var būt ļoti augsts, piemēram, 0,99, un gaisa kodolam tas var būt tikpat zems kā 0,4 līdz 0,8 atkarībā no atstarpes starp abām spolēm.

Induktors sērijas kombinācijā

Induktorus var pievienot kopā virknē. Ir divi veidi, kā induktorus savienot virknē, izmantojot palīgmetodi vai opozīcijas metodi.

Iepriekš redzamajā attēlā ir parādīti divu veidu sērijveida savienojumi. Pirmajam kreisajā pusē induktori tiek sērijveidā savienoti ar Aiding metodi. Izmantojot šo metodi, strāva, kas plūst caur abiem induktoriem, ir vienā virzienā. Strāvai plūstot tajā pašā virzienā, sevis un savstarpējās indukcijas magnētiskie plūsmas galu galā savienosies savā starpā un summēsies.

Tādēļ kopējo induktivitāti var aprēķināt, izmantojot šādu formulu:

L _eq = L ₁ + L ₂ + 2M

Kur, L _eq ir kopējā ekvivalentā induktivitāte un M ir savstarpējā induktivitāte.

Pareizajam attēlam tiek parādīts opozīcijas savienojums. Šādā gadījumā strāvas plūsma caur induktoriem ir pretējā virzienā. Tāpēc kopējo induktivitāti var aprēķināt, izmantojot šādu formulu:

L _eq = L ₁ + L ₂ - 2M

Kur, L _eq ir kopējā ekvivalentā induktivitāte un M ir savstarpējā induktivitāte.

Induktori paralēlajā kombinācijā

Tāpat kā sērijas induktoru kombinācija, divu induktoru paralēla kombinācija var būt divu veidu, izmantojot palīgmetodi un opozīcijas metodi.

Par palīdzēšana metode, kā redzams kreisajā attēlā, tad dot konvencija skaidri parāda, ka pašreizējā plūsmu caur indukcijas ir tajā pašā virzienā. Lai aprēķinātu kopējo induktivitāti, zem formulas var būt ļoti noderīgi. Šādā gadījumā pašinducētais elektromagnētiskais lauks divās spolēs ļauj savstarpēji inducēto emf.

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

Par Iebildumu metode, indukcijas tiek savienoti paralēli pretējā virzienā otra. Šādā gadījumā savstarpējā induktivitāte rada spriegumu, kas pretojas pašu izraisītajam EML. Paralēlās ķēdes ekvivalento induktivitāti var aprēķināt, izmantojot šādu formulu:

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

Induktora pielietojums

Viens no labākajiem savienoto induktoru pielietojumiem ir transformatoru izveidošana. Transformators izmanto savienotus induktorus, kas aptīti ap dzelzs vai ferīta serdi. Ideālam transformatoram ir nulle zaudējumu un simtprocentīgi sakabes koeficienti. Izņemot transformatoru, savienotos induktorus izmanto arī sepiskajā vai flyback pārveidotājā. Šī ir lieliska izvēle, lai izolētu primāro ieeju ar barošanas avota sekundāro izeju, izmantojot savienoto induktoru vai transformatorus.

Papildus tam savienotos induktorus izmanto arī, lai radiosakaru vai uztveršanas ķēdē izveidotu vienu vai dubultu noregulētu ķēdi