1831'de Michael Faraday, elektromanyetik indüksiyon bilimsel olarak. Endüktans terimi, iletkenin içinden akan akıma karşı koyma ve emf'yi indükleme kapasitesidir. Faraday’in indüksiyon yasalarından, bir elektromotor kuvvet (EMF) veya voltaj indüklenir. kondüktör devre boyunca manyetik alandaki değişiklik nedeniyle. Bu süreç elektromanyetik indüksiyon olarak ifade edilir. İndüklenen voltaj, akım değişim oranına karşı çıkar. Bu Lenz yasası olarak bilinir ve indüklenen gerilime EMF geri denir. Endüktans iki türe ayrılır. Bunlar, Kendinden endüktans ve karşılıklı endüktans. Bu makale tamamen iki bobin veya iletkenin karşılıklı endüktansı ile ilgilidir.

Karşılıklı Endüktans nedir?

Tanım: İki bobinin karşılıklı endüktansı, bir bobindeki manyetik alan nedeniyle indüklenen emk, başka bir bobindeki akım ve voltaj değişimine karşı çıkması olarak tanımlanır. Bu, iki bobinin manyetik olarak birbirine bağlı olduğu anlamına gelir. manyetik akı. Bir bobinin manyetik alanı veya akısı başka bir bobine bağlanır. Bu, M.

Bir bobinde akan akım, manyetik akıdaki değişiklik nedeniyle başka bir bobindeki gerilimi indükler. İki bobinle bağlantılı manyetik akı miktarı, karşılıklı endüktans ve akım değişikliği ile doğru orantılıdır.

Karşılıklı Endüktans Teorisi

Teorisi çok basittir ve iki veya daha fazla bobin kullanılarak anlaşılabilir. 18. yüzyılda Amerikalı bir bilim adamı Joseph Henry tarafından tanımlanmıştır. Devrede kullanılan bobin veya iletkenin özelliklerinden biri olarak adlandırılır. Özellikler indüktans Bir bobindeki akım zamanla değişirse, EMF başka bir bobinde indüklenecektir.

Oliver Heaviside, 1886 yılında endüktans terimini tanıttı. Karşılıklı endüktans özelliği, birçok kişinin çalışma prensibidir. elektrik parçaları manyetik alanla çalışan. Örneğin, transformatör, karşılıklı endüktansın temel bir örneğidir.

“ortak toplayıcı vs ortak emitör ”

Karşılıklı endüktansın ana dezavantajı, bir bobinin endüktansının sızmasının, elektromanyetik indüksiyon kullanarak başka bir bobinin çalışmasını kesintiye uğratabilmesidir. Sızıntıyı azaltmak için elektriksel ekranlama gereklidir

Devredeki iki bobinin konumlandırılması, biriyle diğer bobine bağlanan karşılıklı endüktans miktarına karar verir.

Karşılıklı Endüktans Formülü

İki bobinin formülü şu şekilde verilmiştir:

M = (μ0.μr. N1. N2. A) / L

Μ0 = boş alan geçirgenliği = 4π10-^iki

μ = yumuşak demir çekirdeğin geçirgenliği

N1 = bobin 1'in dönüşleri

N2 = bobin 2'nin dönüşleri

A = m cinsinden kesit alanı^iki

L = bobinin metre cinsinden uzunluğu

Karşılıklı Endüktans Birimi

Karşılıklı endüktans birimi kg'dır. m^iki.s^-iki.TO^-iki

Endüktans miktarı, 1 Amper / saniye akım değişim oranına bağlı olarak bir voltluk voltaj üretir.

Karşılıklı endüktans SI birimi Henry. İki bobin olgusunu açıklayan Amerikalı bilim adamı Joseph Henry'den alınmıştır.

Karşılıklı Endüktans Boyutu

İki veya daha fazla bobin manyetik olarak aynı manyetik akı ile birbirine bağlandığında, bir bobinde indüklenen voltaj, başka bir bobindeki akım değişim hızı ile orantılıdır. Bu fenomen, karşılıklı indüktans olarak adlandırılır.

M = √ (L1L2) = L olduğundan iki bobin arasındaki toplam endüktansın L olduğunu düşünün.

Bunun boyutu, potansiyel farkın akımın değişim hızına oranı olarak tanımlanabilir. Olarak verilir

M = √L1L2 = L olduğundan

L = € / (dI / dt)

€ = indüklenen EMF = zamana göre yapılan iş / elektrik yükü = M. L^iki. T-^iki/ IT = M.L^iki.T-3. ben^-1veya € = M. L^-iki. T-3. Bir^-1(I = A'dan beri)

Endüktans için,

ϕ = LI

L = ϕ / A = (B.L^iki) / KİME

B = manyetik alan = (MLT-^iki) / LT^-1AT = MT^-ikiKİME^-1

Manyetik akı ϕ = BL^iki= MT^-ikiL^ikiKİME^-1

B'nin ikame değeri ve ϕ formül L'nin üstündedir

L = MT-^ikiL^iki.TO^-iki

L1 ve L2 aynı olduğunda karşılıklı endüktans boyutu şu şekilde verilir:

M = L / (T-^ikiL^iki.TO^-iki)

M = LT^ikiL^iki.TO^-iki

Türetme

Almak için süreci takip edin karşılıklı endüktans türetme .

Bir bobinde indüklenen EMF'nin ve başka bir bobindeki akımın değişim oranı, karşılıklı indüktandır.

Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi iki bobin L1 ve L2'yi düşünün.

İki Bobin

L1'deki akım zamanla değiştiğinde, manyetik alan da zamanla değişir ve ikinci bobin L2 ile bağlantılı manyetik akıyı değiştirir. Bu manyetik akı değişikliği nedeniyle, birinci bobin L1'de bir EMF indüklenir.

Ayrıca, birinci bobindeki akım değişim hızı, ikinci bobinde EMF'yi indükler. Dolayısıyla, iki bobin L1 ve L2'de EMF indüklenir.

Bu şu şekilde verilir

€ = M (dI1 / dt)

M = € / (dI1 / dt). … .. Denklem 1

€ = 1 volt ve dI1 / dt = 1Amp ise, o zaman

M = 1 Henry

Ayrıca,

Bir bobindeki akım değişim hızı, birinci bobindeki manyetik akıyı üretir ve ikinci bobin ile ilişkilendirilir. Daha sonra, ikinci bobindeki Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasalarından (indüklenen voltaj, bağlı manyetik akının değişim hızı ile doğru orantılıdır), indüklenen EMF,

€ = M / (dI1 / dt) = d (MI1) / dt… .. Denklem 2

€ = N2 (dϕ12 / dt) = d (N2ϕ12) / dt… eq 3

Eşitlik 2 ve 3'ü eşitleyerek

“sr mandalı nedir ”

MI1 = N2ϕ12

M = (N2ϕ12) / I1 Henry

M = karşılıklı endüktans

€ = karşılıklı endüktans EMF

N2 = ilk bobin L1'de dönüş sayısı

I1 = ilk bobindeki akım

ϕ12 = iki bobine bağlı manyetik akı.

İki bobin arasındaki karşılıklı endüktans, ikinci bobin veya bitişik bobin üzerindeki dönüş olmamasına ve enine kesit alanına bağlıdır.

İki bobin arasındaki mesafe.

Akının değişim hızına bağlı olarak ilk bobinde indüklenen EMF,

E = -M12 (dI1 / dt)

Eksi işareti, EMF indüklendiğinde ilk bobindeki akım değişim oranına karşı olduğunu gösterir.

İki Bobinin Karşılıklı Endüktansı

İki bobinin karşılıklı endüktansı, onları yumuşak bir demir çekirdek üzerine yerleştirerek veya iki bobinin dönüş sayısını artırarak artırılabilir. Yumuşak bir demir göbeğe sıkıca sarıldıklarında iki bobin arasında birlik bağlantısı mevcuttur. Akı sızıntısı küçük olacaktır.

İki bobin arasındaki mesafe kısaysa, ilk bobinde üretilen manyetik akı, ikinci bobinin tüm dönüşleri ile etkileşime girer ve bu da büyük EMF ve karşılıklı endüktans ile sonuçlanır.

İki Bobinin Karşılıklı Endüktansı

İki bobin daha uzak ve farklı açılarda birbirinden ayrı ise, o zaman birinci bobindeki indüklenen manyetik akı, ikinci bobinde zayıf veya küçük EMF oluşturur. Dolayısıyla karşılıklı indüktans da küçük olacaktır.

Birbirinden Uzak İki Bobin

Bu nedenle, bunun değeri esas olarak iki bobinin yumuşak bir demir çekirdek üzerindeki konumlandırılmasına ve aralığına bağlıdır. İki bobinin yumuşak demir çekirdeğin üstüne sıkıca sarıldığını gösteren şekli düşünün.

Bobinler Sıkı Sarılı

Birinci bobindeki akım değişikliği, manyetik bir alan üretir ve manyetik hatları, karşılıklı endüktansı hesaplamak için kullanılan ikinci bobinden geçirir.

İki bobinin karşılıklı endüktansı şu şekilde verilmiştir:

M12 = (N2ϕ12) / I1

M21 = (N1ϕ21) / I2

M12 = ilk bobinin ikinci bobine karşılıklı endüktansı olduğunda

M21 = ikinci bobinin birinci bobine karşılıklı endüktansı

N2 = ikinci bobinin dönüşleri

N1 = ilk bobinin dönüşleri

I1 = ilk bobin etrafında akan akım

I2 = ikinci bobin etrafında akan akım.

L1 ve L2'ye bağlı akı, etraflarında akan akımla aynıysa, ilk bobinin ikinci bobine karşılıklı endüktansı M21 olarak verilir.

İki bobinin karşılıklı endüktansı M12 = M21 = M olarak tanımlanabilir

Bu nedenle, iki bobin esas olarak iki bobin arasındaki boyuta, dönüşlere, konuma ve aralığa bağlıdır.

İlk bobinin kendi kendine endüktansı

L1 = (μ0.μr.N1^iki.A) / L

“kuru pil nasıl çalışır ”

İkinci bobinlerin kendi kendine endüktansı

L2 = (μ0.μr.N^iki.A) / L

Yukarıdaki iki formülü çapraz çarpın

Daha sonra aralarında bulunan iki bobinin karşılıklı endüktansı olarak verilir.

M^iki= L1. L2

M = √ (L1.L2) Henry

Yukarıdaki denklem manyetik akı = 0 verir

L1 ve L2 arasında% 100 manyetik bağlantı

Kaplin Katsayısı

İki bobinle bağlanan manyetik akının, bobinler arasındaki toplam manyetik akıya oranı, birleştirme katsayısı olarak bilinir ve 'k' ile gösterilir. Bağlanma katsayısı, açık devrenin gerçek voltaj oranına oranı ve her iki bobinde elde edilen manyetik akının oranı olarak tanımlanır. Bir bobinin manyetik akısı başka bir bobin ile bağlantılı olduğundan.

Bağlanma katsayısı, bir indüktörün endüktansını belirtir. Katsayı kuplajı k = 1 ise, iki bobin birbirine sıkıca bağlanır. Böylece, bir bobinin tüm manyetik akısı hatları, başka bir bobinin tüm dönüşlerini keser. Dolayısıyla, karşılıklı endüktans, iki bobinin bireysel endüktanslarının geometrik ortalamasıdır.
İki bobinin endüktansı aynıysa (L1 = L2), iki bobin arasındaki karşılıklı endüktans, tek bir bobinin endüktansına eşittir. Bunun anlamı,

M = √ (L1. L2) = L

burada L = tek bir bobinin endüktansı.

Bobinler Arası Bağlantı Faktörü

Bobinler arasındaki kuplaj faktörü 0 ve 1 olarak gösterilebilir

Kuplaj faktörü 1 ise, bobinler arasında endüktif kuplaj yoktur.

Kuplaj faktörü 0 ise, bobinler arasında maksimum veya tam endüktif kuplaj vardır.

Endüktif kuplaj 0 ve 1 olarak gösterilir, ancak yüzde olarak gösterilmez.

Örneğin, k = 1 ise, iki bobin mükemmel şekilde birleştirilir

K> 0.5 ise, iki bobin sıkıca bağlanır

Eğer k<0.5, then the two coils are coupled loosely.

İki bobin arasındaki katsayı kuplaj faktörünü bulmak için aşağıdaki denklem uygulanmalıdır,

K = M / √ (L1. L2)

M = k. √ (L1. L2)

L1 = ilk bobinin endüktansı

L2 = ikinci bobinin endüktansı

M = karşılıklı endüktans

K = kuplaj faktörü

Uygulamalar

karşılıklı endüktans uygulamaları vardır

Trafo
Elektrik Motorları
Jeneratörler
Manyetik alanla çalışan diğer elektrikli cihazlar.
Girdap akımlarının hesaplanmasında kullanılır
Dijital sinyal işleme

Böylece bu tamamen karşılıklı endüktansa genel bakış - tanım, formül, birim, türetme, birleştirme faktörü, katsayı birleştirme ve uygulamalar. İşte size bir soru, iki bobin arasındaki karşılıklı endüktansın dezavantajı nedir?