INDUKTYVUMAS: FORMULĖ IR VIENETAI, SAVAIMINIS INDUKTYVUMAS - DUDAS - 2025

Induktyvumas yra elektros grandinėms nuosavybė, kurioje elektrovaros jėga dėl elektros srovės ištrauka ir magnetinio lauko, susijusio atsiranda variacijos. Ši elektromotorinė jėga gali sukelti du gerai diferencijuotus reiškinius.

Pirmasis yra tinkamas ritės induktyvumas, o antrasis atitinka abipusį induktyvumą, jei tai yra dvi ar daugiau ritių, sujungtų viena su kita. Šis reiškinys pagrįstas Faradėjaus dėsniu, dar vadinamu elektromagnetinės indukcijos dėsniu, kuris rodo, kad iš kintamo magnetinio lauko yra įmanoma generuoti elektrinį lauką.

1886 m. Anglų fizikas, matematikas, elektros inžinierius ir radijo operatorius Oliveris Heaviside'as davė pirmuosius nurodymus apie savęs indukciją. Vėliau amerikiečių fizikas Josephas Henry taip pat daug prisidėjo prie elektromagnetinės indukcijos; taigi induktyvumo matavimo vienetas yra jo vardas.

Panašiai vokiečių fizikas Heinrichas Lenzas postuliavo Lenco įstatymą, kuriame nurodoma indukuotos elektromobilio jėgos kryptis. Anot Lenzo, ši jėga, kurią sukelia įtampos skirtumas, tenkantis laidininkui, eina priešinga kryptimi nei per jį tekanti srovė.

Induktyvumas yra grandinės varžos dalis; tai yra, jo egzistavimas reiškia tam tikrą pasipriešinimą srovės cirkuliacijai.

Matematinės formulės

Induktyvumas paprastai žymimas raide „L“, pagerbiant fiziko Heinricho Lenzo indėlį šia tema.

Matematinis fizikinio reiškinio modeliavimas apima tokius elektrinius kintamuosius kaip magnetinis srautas, potencialo skirtumas ir tyrimo grandinės elektrinė srovė.

Srovės stiprio formulė

Matematiškai magnetinio induktyvumo formulė apibrėžiama kaip santykis tarp magnetinio srauto elemente (grandinė, elektros ritė, kilpa ir kt.) Ir elektros srovės, cirkuliuojančios per elementą.

Šioje formulėje:

L: induktyvumas.

Φ: magnetinis srautas.

I: elektros srovės stipris.

N: ričių skaičius apvijoje.

Šioje formulėje paminėtas magnetinis srautas yra srautas, susidarantis vien dėl elektros srovės cirkuliacijos.

Kad ši išraiška būtų teisinga, kiti elektromagnetiniai srautai, kuriuos sukelia išoriniai veiksniai, tokie kaip magnetai, arba elektromagnetinės bangos, esančios už tyrimo grandinės ribų, neturėtų būti svarstomi.

Induktyvumo vertė yra atvirkščiai proporcinga srovės intensyvumui. Tai reiškia, kad kuo didesnis induktyvumas, tuo mažiau srovės tekės per grandinę ir atvirkščiai.

Savo ruožtu induktyvumo dydis yra tiesiogiai proporcingas posūkių (ar posūkių), kurie sudaro ritę, skaičiui. Kuo daugiau ritinių turi induktorius, tuo didesnė jo induktyvumo vertė.

Ši savybė taip pat skiriasi priklausomai nuo laidžios vielos, sudarančios ritę, fizinių savybių, taip pat nuo jos ilgio.

Sukurtos įtampos formulė

Magnetinis srautas, susijęs su ritė ar laidininku, yra sunkiai išmatuojamas. Tačiau įmanoma gauti elektrinio potencialo skirtumą, kurį sukelia minėto srauto kitimai.

Šis paskutinis kintamasis yra ne kas kita, kaip elektrinė įtampa, kuri yra išmatuojama kintamaisiais per įprastus prietaisus, tokius kaip voltmetras ar multimetras. Taigi matematinė išraiška, apibrėžianti įtampą induktoriaus gnybtuose, yra tokia:

Šia išraiška:

V _L : induktoriaus potencialo skirtumas.

L: induktyvumas.

∆I: srovės skirtumas.

∆t: laiko skirtumas.

Jei tai yra viena ritė, tada V _L yra induktoriaus savaiminė įtampa. Šios įtampos poliškumas priklausys nuo to, ar srovė didėja (teigiamas ženklas), ar sumažėja (neigiamas ženklas), kai cirkuliuoja nuo vieno poliaus prie kito.

Galiausiai, sprendžiant ankstesnės matematinės išraiškos induktyvumą, gaunamas:

Induktyvumo dydį galima gauti padalijant savaiminės įtampos vertę iš srovės skirtumo laiko atžvilgiu.

Induktoriaus charakteristikų formulė

Gamybos medžiagos ir induktoriaus geometrija vaidina pagrindinį vaidmenį induktyvumo vertėje. T. y., Be srovės stiprumo, ją veikia ir kiti veiksniai.

Formulė, apibūdinanti induktyvumo vertę kaip sistemos fizinių savybių funkciją, yra tokia:

Šioje formulėje:

L: induktyvumas.

N: ritės apsisukimų skaičius.

µ: medžiagos magnetinis pralaidumas.

S: šerdies skerspjūvio plotas.

l: srauto linijų ilgis.

Induktyvumas yra tiesiogiai proporcingas posūkių skaičiaus kvadratui, ritės skerspjūvio plotui ir medžiagos magnetiniam pralaidumui.

Savo ruožtu, magnetinis pralaidumas yra medžiagos savybė, kad ji pritrauktų magnetinius laukus ir juos praeitų. Kiekviena medžiaga turi skirtingą magnetinį pralaidumą.

Savo ruožtu induktyvumas yra atvirkščiai proporcingas ritės ilgiui. Jei induktorius yra labai ilgas, induktyvumo vertė bus mažesnė.

Matavimo vienetas

Tarptautinėje sistemoje (SI) induktyvumo vienetas yra henris, po amerikiečių fiziko Josepho Henry.

Pagal formulę, skirtą nustatyti induktyvumą kaip magnetinio srauto ir srovės stiprio funkciją, turime:

Kita vertus, jei mes nustatysime matavimo vienetus, sudarančius Henrį, remiantis induktyvumo formule kaip sukeltos įtampos funkciją, turime:

Verta paminėti, kad matavimo vieneto atžvilgiu abi išraiškos yra visiškai lygiavertės. Dažniausiai pasitaikantys induktyvumo dydžiai paprastai išreiškiami milijardais (mH) ir mikrošeriais (μH).

Savarankiškumas

Savarankiška indukcija yra reiškinys, atsirandantis, kai per ritę teka elektros srovė, ir tai sistemoje sukelia vidinę elektromotorinę jėgą.

Ši elektromotorinė jėga vadinama įtampa arba indukuota įtampa, kuri atsiranda dėl kintamo magnetinio srauto.

Elektromotorinė jėga yra proporcinga srovės, tekančios per ritę, kitimo greičiui. Savo ruožtu šis naujas įtampos diferencialas indukuoja naujos elektros srovės cirkuliaciją, einančią priešinga kryptimi nei pirminė grandinės srovė.

Savarankiškumas atsiranda dėl įtakos, kurią agregatas patiria dėl kintamų magnetinių laukų.

Savarankiškumo matavimo vienetas taip pat yra henris, ir literatūroje jis dažniausiai vaizduojamas raide L.

Svarbūs aspektai

Svarbu atskirti, kur pasireiškia kiekvienas reiškinys: laikinas magnetinio srauto kitimas įvyksta ant atviro paviršiaus; tai yra, aplink dominančią ritę.

Vietoj to, sistemoje sukelta elektromotorinė jėga yra uždarosios grandinės, žyminčios atvirą grandinės paviršių, potencialų skirtumas.

Savo ruožtu magnetinis srautas, praeinantis per kiekvieną ritės posūkį, yra tiesiogiai proporcingas jį sukeliančios srovės intensyvumui.

Šis proporcingumo tarp magnetinio srauto ir srovės stiprumo koeficientas yra vadinamasis savaiminio indukcijos koeficientas, arba kas yra tas pats, grandinės savaiminis induktyvumas.

Atsižvelgiant į abiejų veiksnių proporcingumą, jei srovės stipris kinta priklausomai nuo laiko, tada magnetinis srautas turės panašų elgesį.

Taigi, grandinė pateikia savo srovės pokyčių pokyčius, ir šis pokytis bus didesnis ir didesnis, nes srovės intensyvumas labai skiriasi.

Savarankiškumą galima suprasti kaip tam tikrą elektromagnetinę inerciją, o jo vertė priklausys nuo sistemos geometrijos, su sąlyga, kad bus įvykdytas proporcingumas tarp magnetinio srauto ir srovės intensyvumo.

Abipusis induktyvumas

Tarpusavio induktyvumas atsiranda dėl elektromotorinės jėgos indukcijos ritėje (ritė Nr. 2), kurią sukelia elektros srovės cirkuliacija šalia esančioje ritėje (ritė Nr. 1).

Taigi abipusis induktyvumas yra apibrėžiamas kaip santykis tarp elektrinėje jėgoje, sugeneruotoje ritėje Nr. 2, ir srovės pokyčio ritėje Nr. 1.

Tarpusavio induktyvumo matavimo vienetas yra krislas ir literatūroje pavaizduotas raide M. Taigi, abipusis induktyvumas yra tas, kuris atsiranda tarp dviejų tarpusavyje sujungtų ritių, nes srovės srautas per ritę sukuria įtampą per kito gnybtus.

Elektromotorinės jėgos indukcijos sujungtoje ritėje reiškinys grindžiamas Faradėjaus dėsniu.

Pagal šį dėsnį indukuota įtampa sistemoje yra proporcinga magnetinio srauto kitimo greičiui laikui bėgant.

Savo ruožtu sukeltos elektromotorinės jėgos poliškumą suteikia Lenco įstatymas, pagal kurį ši elektromotorinė jėga priešinsis ją sukuriančios srovės cirkuliacijai.

FEM tarpusavio induktyvumas

Rityje Nr. 2 sukeltą elektromotorinę jėgą išreiškia ši matematinė išraiška:

Šia išraiška:

EML: elektromotorinė jėga.

M ₁₂ : ritės Nr. 1 ir ritės Nr. 2 tarpusavio induktyvumas.

∆I ₁ : ritės Nr. 1 srovės kitimas.

∆t: laiko kitimas.

Taigi, sprendžiant ankstesnės matematinės išraiškos abipusį induktyvumą, gaunami šie rezultatai:

Labiausiai paplitęs abipusis induktyvumas yra transformatorius.

Tarpusavio induktyvumas magnetinio srauto dėka

Savo ruožtu taip pat galima išskaičiuoti abipusį induktyvumą, gaunant koeficientą tarp magnetinio srauto tarp abiejų ritių ir srovės, tekančios per pirminę ritę, koeficientą.

Šia išraiška:

M ₁₂ : ritės Nr. 1 ir ritės Nr. 2 tarpusavio induktyvumas.

Φ ₁₂ : magnetinis srautas tarp ričių Nr. 1 ir Nr. 2.

I ₁ : elektros srovės stipris per ritę Nr. 1.

Vertinant kiekvienos ritės magnetinius srautus, kiekvienas iš jų yra proporcingas tos ritės abipusiam induktyvumui ir srovei. Tada magnetinis srautas, susijęs su ritė Nr. 1, gaunamas pagal šią lygtį:

Panašiai magnetinis srautas, būdingas antrajai ritėi, bus gaunamas pagal šią formulę:

Abipusių induktyvumų lygybė

Tarpusavio induktyvumo vertė taip pat priklausys nuo sujungtų ritių geometrijos dėl proporcingo santykio su magnetiniu lauku, kuris praeina per susijusių elementų skerspjūvius.

Jei movos geometrija išliks pastovi, abipusis induktyvumas taip pat išliks nepakitęs. Taigi elektromagnetinio srauto kitimas priklausys tik nuo srovės stiprio.

Pagal terpių, turinčių nuolatines fizines savybes, abipusiškumo principą, tarpusavio induktyvumas yra identiškas vienas kitam, kaip aprašyta šioje lygtyje:

T. y. Ritės # 1 induktyvumas ritės # 2 atžvilgiu yra lygus ritės # 2 induktyvumui ritės # 1 atžvilgiu.

Programos

Magnetinė indukcija yra pagrindinis elektros transformatorių veikimo principas, leidžiantis pakelti ir nuleisti įtampos lygius esant pastoviai galiai.

Srovės srautas, einantis per transformatoriaus pirminę apviją, indukuoja elektromotorinę jėgą antrinėje apvijoje, kuri, savo ruožtu, cirkuliuoja elektros srovę.

Įrenginio transformacijos santykis yra nurodytas pagal kiekvienos apvijos apsisukimų skaičių, su kuriuo galima nustatyti transformatoriaus antrinę įtampą.

Įtampos ir elektros srovės (ty galios) sandauga išlieka pastovi, išskyrus kai kuriuos techninius nuostolius, atsirandančius dėl būdingo proceso neveiksmingumo.

Nuorodos

1. Savarankiškumas. „Circuitos RL“ (2015): Atkurta iš: tutorialesinternet.files.wordpress.com
2. Chacón, F. Elektroteknija: elektrotechnikos pagrindai. Kompilių popiežiškasis universitetas ICAI-ICADE. 2003 metai.
3. Induktyvumo (sf) apibrėžimas. Atkurta iš: definicionabc.com
4. Induktyvumas (sf) .Išsaugotas. Havana Kuba. Atkurta iš: ecured.cu
5. Tarpusavio induktyvumas (sf) .Išsaugotas. Havana Kuba. Atkurta iš: ecured.cu
6. Induktoriai ir induktyvumas (sf). Atkurta iš: fisicapractica.com
7. Olmo, M (sf). Induktyvinis sujungimas. Atkurta iš: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
8. Kas yra induktyvumas? (2017). Atkurta iš: sectorelectricidad.com
9. Vikipedija, nemokama enciklopedija (2018). Autoindukcija. Atkurta iš: es.wikipedia.org
10. Vikipedija, nemokama enciklopedija (2018). Induktyvumas. Atkurta iš: es.wikipedia.org