Spojnica induktora

U prethodnom uputstvu započeli smo s Razumijevanjem induktora i on radi, sada je vrijeme da istražimo različite kombinacije induktora. U elektronici su induktori najčešće korištene komponente nakon kondenzatora i otpornika, koje se koriste u različitim kombinacijama za različite primjene. Također smo koristili induktor za izradu metalnih detektora i mjerili vrijednost induktora pomoću različitih tehnika, sve veze su date u nastavku:

• LC mjerač pomoću Arduina: mjerenje induktivnosti i frekvencije
• Kako izmjeriti vrijednost induktora ili kondenzatora pomoću osciloskopa
• Jednostavni krug detektora metala
• Arduino detektor metala

Što su spojeni krugovi?

Kombinacije komponenata zajedno stvaraju povezane sklopove. Značenje spojenog kruga je da se prijenos energije odvija iz jednog u drugi kada je bilo koji od krugova pod naponom. Glavne komponente u elektroničkom krugu spojene su provodno ili elektromagnetski.

Međutim, u ovom vodiču bit će riječi o elektromagnetskoj sprezi i kombinaciji induktora, poput induktora u seriji ili paralelnim kombinacijama.

Međusobna induktivnost

U prethodnom članku razgovarali smo o samoinduktivnosti prigušnice i njezinom parametru. Tijekom operacije povezane sa samoinduktivnošću nije došlo do međusobne induktivnosti.

Kada se dogodi brzina promjene struje, unutar zavojnice se inducira napon. Što se može dalje pokazati pomoću donje formule gdje,

V (t) je inducirani napon unutar zavojnice, i Je li struja koja prolazi kroz zavojnicu, a induktivitet zavojnice je L.

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

Gornji uvjet vrijedi samo za element kruga povezan sa samoinduktivnošću gdje su prisutna dva terminala. U takvom se slučaju u redoslijed ne uzima međusobna induktivnost.

Sada, po istom scenariju, ako su dvije zavojnice smještene na neposrednoj udaljenosti, dogodit će se induktivno spajanje.

Na gornjoj slici prikazane su dvije zavojnice. Ove dvije zavojnice su vrlo blizu jedna drugoj. Zbog struje i1 koja teče kroz zavojnicu L1, inducira se magnetski tok koji će se zatim prenijeti na drugu zavojnicu L2.

Na gornjoj je slici isti krug sada čvrsto omotan materijalom jezgre tako da se zavojnice ne mogu pomicati. Kako je materijal magnetska jezgra, ima propusnost. Dvije odvojene zavojnice sada su magnetno povezane. Sada je zanimljivo, ako se jedna zavojnica suoči sa brzinom promjene struje, druga zavojnica će inducirati napon koji je izravno proporcionalan brzini promjene struje u drugoj zavojnici.

Stoga, kada se u zavojnicu L1 primijeni izvor napona V1, struja i1 počet će teći kroz L1. Brzina promjene struje stvara tok koji prolazi kroz magnetsku jezgru i stvara napon u zavojnici L2. Brzina promjene struje u L1 također mijenja tok koji može dalje manipulirati induciranim naponom u L2.

Inducirani napon u L2 može se izračunati u nastavku formula-

V ₂ = M {di ₁ (t) / dt}

U gornjoj jednadžbi postoji nepoznati entitet. To je M. To je zato što su međusobne induktivnosti odgovorne za međusobno inducirani napon u dva neovisna kruga. Ova M, uzajamna induktivnost koeficijent je proporcionalnosti.

Jednako za prvu zavojnicu L1, međusobno inducirani napon zbog međusobne induktivnosti za prvu zavojnicu može biti -

V ₂ = M {di ₂ (t) / dt}

Jednako kao i induktivnost, uzajamna induktivnost također se mjeri u Henryju. Maksimalna vrijednost međusobne induktivnosti može biti √L ₁ L ₂. Kako induktivitet inducira napon brzinom promjene struje, međusobna induktivnost također inducira napon, koji se naziva međusobni napon M (di / dt). Taj međusobni napon može biti pozitivan ili negativan, što je vrlo pouzdano o fizičkoj konstrukciji zavojnice i smjeru struje.

DOT konvencija

Dot Konvencija je bitan alat za određivanje polariteta međusobno induciranog napona. Kao što i samo ime govori, točkica koja je kružnog oblika poseban je simbol koji se koristi na kraju dviju zavojnica u međusobno povezanim krugovima. Ova točka također pruža informacije o konstrukciji namotaja oko magnetske jezgre.

U gornjem krugu prikazane su dvije međusobno povezane induktivitete. Ove dvije prigušnice imaju samoinduktivnosti L1 i L2.

Napon V1 i V2 razvijen na induktorima rezultat je struje koja ulazi u induktivitet na točkovnim stezaljkama. Pretpostavljajući da je međusobna induktivnost te dvije prigušnice M, inducirani napon može se izračunati pomoću donje formule,

Za prvu prigušnicu L1 inducirani napon bit će -

V ₁ = L ₁ (di ₁ / dt) ± M (di ₂ / dt)

Ista formula može se koristiti za izračunavanje induciranog napona drugog prigušnog sklopa, V ₂ = L ₂ (di ₂ / dt) ± M (di ₁ / dt)

Stoga krug sadrži dvije vrste induciranog napona, inducirani napon zbog samoinduktivnosti i međusobno inducirani napon zbog međusobne induktivnosti. Inducirani napon ovisno o samoinduktivnosti izračunava se pomoću formule V = L (di / dt) koja je pozitivna, ali međusobno inducirani napon može biti negativan ili pozitivan, ovisno o konstrukciji namota kao i protoku struje. Korištenje točke važan je parametar za određivanje polariteta ovog međusobno induciranog napona.

U spojenom krugu gdje dva terminala pripadaju dvije različite zavojnice i identično su označene točkama, tada će se za isti smjer struje koji je u odnosu na slične terminale magnetski tok vlastite i međusobne indukcije u svakoj zavojnici zbrojiti.

Koeficijent sprezanja

Koeficijent induktivne sprege važan je parametar za spojene krugove kako bi se odredila količina sprezanja između induktivno spojenih zavojnica. Koeficijent vezanja izražava slovom K.

Formula koeficijenta sprezanja je K = M / √L ₁ + L ₂ gdje je L1 samoinduktivnost prve zavojnice, a L2 samoinduktivnost druge zavojnice.

Dva induktivno povezana kruga povezana su pomoću magnetskog toka. Ako je cijeli tok jednog induktora povezan ili povezan, drugi induktor naziva se savršenom spregom. Tijekom ove situacije, K se može izraziti kao 1, što je kratki oblik 100% sprezanja. Koeficijent sprezanja uvijek će biti manji od jedinice, a maksimalna vrijednost koeficijenta sprezanja može biti 1 ili 100%.

Međusobna induktivnost vrlo je ovisna o koeficijentu sprezanja između dva kruga induktivno spojenih zavojnica. Ako je koeficijent sprezanja veći, pa će međusobna induktivnost biti veća, s druge strane, ako je koeficijent sprezanja niži, što će u velikoj mjeri smanjiti međusobnu induktivnost u spojnom krugu. Koeficijent sprege ne može biti negativan broj i ne ovisi o smjeru struje unutar zavojnica. Koeficijent sprege ovisi o materijalima jezgre. U željeznim ili feritnim materijalima jezgre koeficijent sprezanja može biti vrlo visok poput 0,99, a za zračnu jezgru može biti nizak od 0,4 do 0,8, ovisno o razmaku između dvije zavojnice.

Induktor u kombiniranoj seriji

Induktori se mogu serijski zbrajati. Postoje dva načina za serijsko povezivanje prigušnica pomoću Aiding Method ili Opozicijske metode.

Na gornjoj slici prikazane su dvije vrste serijskih veza. Za prvu na lijevoj strani, prigušnice su serijski povezane pomoćnim postupkom. U ovoj metodi struja koja teče kroz dvije prigušnice u istom je smjeru. Kako će struja teći u istom smjeru, magnetski tokovi vlastite i međusobne indukcije završit će međusobno povezivanje i zbrajanje.

Stoga se ukupna induktivnost može izračunati pomoću dolje formule-

L _eq = L ₁ + L ₂ + 2M

Gdje je L _eq ukupna ekvivalentna induktivnost, a M uzajamna induktivnost.

Za pravu sliku prikazana je opozicijska veza. U takvom slučaju protok struje kroz prigušnice je u suprotnom smjeru. Stoga se ukupna induktivnost može izračunati pomoću donje formule, L _eq = L ₁ + L ₂ - 2M

Gdje je L _eq ukupna ekvivalentna induktivnost, a M uzajamna induktivnost.

Prigušnice u paralelnoj kombinaciji

Jednako kao i serijska kombinacija prigušnica, paralelna kombinacija dviju prigušnica može biti dvije vrste, pomoću metode pomaganja i metode suprotstavljanja.

Za metodu pomaganja, kao što se vidi na lijevoj slici, konvencija točaka jasno pokazuje da je protok struje kroz prigušnice u istom smjeru. Za izračunavanje ukupne induktivnosti donja formula može biti od velike pomoći. U takvom slučaju samoinducirano elektromagnetsko polje u dvije zavojnice omogućuje međusobno inducirano emf.

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

Za opozicijsku metodu, prigušnice su povezane paralelno jedna s drugom u suprotnom smjeru. U takvom slučaju međusobna induktivnost stvara napon koji se suprotstavlja samoinduciranom EMF-u. Ekvivalentna induktivnost paralelnog kruga može se izračunati pomoću dolje formule-

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

Primjene induktora

Jedna od najboljih upotreba spregnutih prigušnica je u stvaranju transformatora. Transformator koristi povezane induktivitete omotane oko željezne ili feritne jezgre. Idealan transformator ima nula gubitaka i stopostotni koeficijent spajanja. Osim transformatora, spregnute prigušnice također se koriste u sepičkom ili povratnom pretvaraču. Ovo je izvrstan izbor za izoliranje primarnog ulaza sa sekundarnim izlazom napajanja pomoću povezane induktivnosti ili transformatora.

Osim toga, spregnute induktivnosti također se koriste za izradu jedno ili dvostruko podešenog kruga u krugu radio prenosa ili prijema