Apa itu Induktansi Saling dan Teorinya

Cuba Instrumen Kami Untuk Menghapuskan Masalah





Pada tahun 1831, Michael Faraday menjelaskan teori mengenai aruhan elektromagnetik secara ilmiah. Istilah induktansi adalah, keupayaan konduktor untuk menentang arus yang mengalir melaluinya dan mendorong emf. Dari undang-undang induksi Faraday, daya elektromotif (EMF) atau voltan dipaksa masuk pengalir disebabkan oleh perubahan medan magnet melalui litar. Proses ini dinyatakan sebagai aruhan elektromagnetik. Voltan teraruh menentang kadar perubahan arus. Ini dikenali sebagai undang-undang Lenz dan voltan yang disebabkan dipanggil EMF kembali. Induktansi terbahagi kepada dua jenis. Mereka adalah, induktansi diri dan saling induktansi. Artikel ini adalah mengenai induktansi bersama dua gegelung atau konduktor.

Apa itu Induktansi Saling?

Definisi: Induktansi bersama dua gegelung didefinisikan sebagai emf yang disebabkan oleh medan magnet dalam satu gegelung menentang perubahan arus dan voltan pada gegelung lain. Ini bermaksud kedua-dua gegelung itu saling berkaitan secara magnet kerana perubahan pada magnet fluks. Medan magnet atau fluks satu gegelung menghubungkan dengan gegelung yang lain. Ini dilambangkan oleh M.




Arus yang mengalir dalam satu gegelung mendorong voltan pada gegelung lain kerana perubahan fluks magnet. Jumlah fluks magnet yang dihubungkan dengan dua gegelung berkadar terus dengan induktansi bersama dan perubahan semasa.

Teori Induktansi Bersama

Teorinya sangat mudah dan dapat difahami dengan menggunakan dua atau lebih gegelung. Ia digambarkan oleh seorang saintis Amerika Joseph Henry pada abad ke-18. Ia disebut sebagai salah satu sifat gegelung atau konduktor yang digunakan dalam litar. Harta kearuhan adalah, jika arus dalam satu gegelung berubah dengan masa, maka EMF akan menyebabkan gegelung yang lain.



Oliver Heaviside memperkenalkan istilah induktansi pada tahun 1886. Harta induktansi bersama adalah prinsip kerja banyak komponen elektrik yang berjalan dengan medan magnet. Sebagai contoh, pengubah adalah contoh asas saling induktansi.

Kelemahan utama induktansi bersama adalah, kebocoran induktansi satu gegelung dapat mengganggu operasi gegelung yang lain menggunakan aruhan elektromagnetik. Untuk mengurangkan kebocoran, pemeriksaan elektrik diperlukan


Kedudukan dua gegelung dalam litar menentukan jumlah induktansi bersama yang menghubungkan antara satu dengan gegelung yang lain.

Formula Induktansi Saling

Formula dua gegelung diberikan sebagai

M = (μ0µr.N1. N2. A) / L

Di mana μ0 = kebolehtelapan ruang kosong = 4π10-dua

μ = kebolehtelapan teras besi lembut

N1 = putaran gegelung 1

N2 = putaran gegelung 2

A = luas keratan rentas dalam mdua

L = panjang gegelung dalam meter

Unit Induktansi Saling

Unit induktansi bersama ialah kg. mdua.s-dua.TO-dua

Jumlah induktansi menghasilkan voltan satu volt kerana kadar perubahan arus 1Ampere / saat.

The Unit SI induktansi bersama ialah Henry. Ia diambil dari saintis Amerika Joseph Henry, yang menjelaskan fenomena dua gegelung.

Dimensi Induktansi Saling

Apabila dua atau lebih gegelung dihubungkan bersama magnet dengan fluks magnet yang sama, maka voltan yang disebabkan dalam satu gegelung adalah sebanding dengan kadar perubahan arus dalam gegelung lain. Fenomena ini disebut sebagai induktansi bersama.

Pertimbangkan jumlah induktansi antara kedua gegelung itu adalah L kerana M = √ (L1L2) = L

Dimensi ini dapat didefinisikan sebagai nisbah perbezaan potensi dengan kadar perubahan arus. Ia diberikan sebagai

Oleh kerana M = √L1L2 = L

L = € / (dI / dt)

Di mana € = EMF teraruh = kerja yang dilakukan / cas elektrik berkenaan dengan masa = M. Ldua. T-dua/ IT = M.Ldua.T-3. Saya-1atau € = M. L-dua. T-3. A-1(Sejak saya = A)

Untuk induktansi,

ϕ = LI

L = ϕ / A = (B. Ldua) / KE

Di mana B = medan magnet = (MLT-dua) / LT-1AT = MT-duaKE-1

Fluks magnet ϕ = BLdua= MT-duaLduaKE-1

nilai pengganti B dan ϕ adalah di atas formula L

L = MT-duaLdua.TO-dua

Dimensi saling induktansi apabila L1 dan L2 sama diberikan sebagai

M = L / (T-duaLdua.TO-dua)

M = LTduaLdua.TO-dua

Derivasi

Ikuti proses untuk mendapatkan terbitan induktansi bersama .

Nisbah EMF yang diinduksi dalam satu gegelung dan kadar perubahan arus dalam gegelung lain adalah aruhan saling.

Pertimbangkan dua gegelung L1 dan L2 seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah.

Dua gegelung

Dua gegelung

Apabila arus di L1 berubah dengan masa, maka medan magnet juga berubah dengan masa dan perubahan fluks magnet yang dihubungkan dengan gegelung kedua L2. Oleh kerana perubahan fluks magnetik ini, EMF disebabkan oleh gegelung pertama L1.

Juga, kadar perubahan arus pada gegelung pertama mendorong EMF pada gegelung kedua. Oleh itu EMF disebabkan oleh dua gegelung L1 dan L2.

Ini diberikan sebagai

€ = J (dI1 / hari)

M = € / (dI1 / dt). … .. Persamaan 1

Sekiranya € = 1 volt dan dI1 / dt = 1Amp, maka

M = 1 Henry

Juga,

Kadar perubahan arus dalam satu gegelung menghasilkan fluks magnet pada gegelung pertama dan berkait dengan gegelung kedua. Kemudian dari undang-undang induksi elektromagnetik Faraday (voltan teraruh berkadar langsung dengan kadar perubahan fluks magnet yang dihubungkan) pada gegelung kedua, EMF yang diinduksi diberikan sebagai

€ = J / (dI1 / dt) = d (MI1) / dt… .. Persamaan 2

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

Dengan menyamakan persamaan 2 dan 3

MI1 = N2ϕ12

M = (N2ϕ12) / I1 Henry

Di mana M = saling induktansi

€ = EMF induktansi bersama

N2 = tiada giliran pada gegelung pertama L1

I1 = arus pada gegelung pertama

ϕ12 = fluks magnet yang dihubungkan dalam dua gegelung.

Induktansi bersama antara kedua gegelung bergantung pada putaran gegelung kedua atau gegelung bersebelahan dan luas keratan rentas

Jarak antara dua gegelung.

EMF yang disebabkan pada gegelung pertama kerana kadar perubahan fluks diberikan sebagai,

E = -M12 (dI1 / dt)

Tanda minus menunjukkan penentangan terhadap kadar perubahan arus pada gegelung pertama ketika EMF diinduksi.

Induktansi Bersama Dua Gegelung

Induktansi bersama dua gegelung dapat ditingkatkan dengan meletakkannya pada teras besi lembut atau dengan meningkatkan bilangan putaran kedua gegelung. Gandingan kesatuan wujud di antara kedua-dua gegelung ketika mereka dililit dengan ketat pada teras besi lembut. Kebocoran fluks akan menjadi kecil.

Sekiranya jarak antara dua gegelung itu pendek, maka fluks magnet yang dihasilkan pada gegelung pertama berinteraksi dengan semua lilitan gegelung kedua, yang menghasilkan EMF besar dan saling aruhan.

Induktansi Bersama Dua Gegelung

Induktansi Bersama Dua Gegelung

Sekiranya kedua-dua gegelung lebih jauh dan terpisah antara satu sama lain pada sudut yang berbeza, maka fluks magnet yang diinduksi pada gegelung pertama menghasilkan EMF yang lemah atau kecil pada gegelung kedua. Oleh itu, induktansi bersama juga akan kecil.

Dua gegelung menjauh antara satu sama lain

Dua gegelung menjauh antara satu sama lain

Oleh itu, nilai ini bergantung terutamanya pada kedudukan dan jarak dua gegelung pada teras besi lembut. Pertimbangkan gambar itu, yang menunjukkan bahawa kedua gegelung itu dililit dengan erat di bahagian atas teras besi lembut.

Gegelung Terlalu Ketat

Gegelung Terlalu Ketat

Perubahan arus pada gegelung pertama menghasilkan medan magnet dan melewati garis-garis magnet melalui gegelung kedua, yang digunakan untuk mengira induktansi bersama.

Induktansi bersama dua gegelung diberikan sebagai

M12 = (N2ϕ12) / I1

M21 = (N1ϕ21) / I2

Di mana M12 = saling induktansi gegelung pertama hingga gegelung kedua

M21 = saling aruhan gegelung kedua ke gegelung penumbuk

N2 = putaran gegelung kedua

N1 = putaran gegelung pertama

I1 = arus mengalir di sekitar gegelung pertama

I2 = arus mengalir di sekitar gegelung kedua.

Sekiranya fluks yang dihubungkan dengan L1 dan L2 sama dengan arus yang mengalir di sekelilingnya, maka aruhan saling gegelung pertama ke gegelung kedua diberikan sebagai M21

Induktansi bersama dua gegelung dapat didefinisikan sebagai M12 = M21 = M

Jadi, dua gegelung terutama bergantung pada ukuran, putaran, kedudukan, dan jarak antara kedua gegelung.

Induktansi diri gegelung pertama adalah

L1 = (μ0µr.N1dua.A) / L

Induktansi diri gegelung kedua adalah

L2 = (μ0µr.Ndua.A) / L

Gandakan dua formula di atas

Kemudian saling aruhan dua gegelung, yang wujud di antara mereka diberikan sebagai

Mdua= L1. L2

M = √ (L1.L2) Henry

Persamaan di atas memberikan fluks magnet = 0

Gandingan magnet 100% antara L1 dan L2

Pekali Gandingan

Pecahan fluks magnetik yang dihubungkan dengan dua gegelung dengan fluks magnetik total antara gegelung dikenali sebagai pekali gandingan dan ia dilambangkan dengan ‘k’. Pekali gandingan didefinisikan sebagai nisbah litar terbuka ke nisbah voltan sebenar dan nisbah fluks magnet yang diperoleh di kedua gegelung. Oleh kerana fluks magnet satu gegelung menghubungkan dengan gegelung yang lain.

Pekali gandingan menentukan induktansi induktor. Sekiranya gandingan pekali k = 1, maka kedua gegelung digabungkan dengan erat. Jadi, semua garisan fluks magnet satu gegelung memotong semua putaran gegelung yang lain. Oleh itu induktansi bersama adalah min geometri induktansi individu dua gegelung.
Sekiranya aruhan dua gegelung adalah sama (L1 = L2), maka aruhan saling antara kedua gegelung sama dengan induktansi satu gegelung. Maksudnya,

M = √ (L1. L2) = L

di mana L = induktansi gegelung tunggal.

Faktor Gandingan antara Gegelung

Faktor gandingan antara gegelung dapat ditunjukkan sebagai 0 dan 1

Sekiranya faktor gandingan adalah 1, maka tidak ada gandingan induktif antara gegelung.

Sekiranya faktor gandingan adalah 0, maka terdapat gandingan induktif maksimum atau penuh antara gegelung.

Gandingan induktif ditunjukkan dalam 0 dan 1, tetapi tidak dalam peratusan.

Contohnya, jika k = 1 maka kedua gegelung digabungkan dengan sempurna

Sekiranya k> 0.5, kedua gegelung digabungkan dengan erat

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

Untuk mencari faktor gandingan pekali antara dua gegelung, persamaan berikut harus diterapkan,

K = M / √ (L1. L2)

M = k. √ (L1. L2)

Di mana L1 = induktansi gegelung pertama

L2 = induktansi gegelung kedua

M = induktansi bersama

K = faktor gandingan

Permohonan

The aplikasi induktansi bersama adalah,

  • Pengubah
  • Motor Elektrik
  • Penjana
  • Peranti elektrik lain, yang berfungsi dengan medan magnet.
  • Digunakan dalam pengiraan arus eddy
  • Pemprosesan isyarat digital

Oleh itu, ini semua berkaitan gambaran umum mengenai induktansi bersama - definisi, formula, unit, terbitan, faktor gandingan, gandingan pekali, dan aplikasi. Berikut adalah soalan untuk anda, Apakah kelemahan saling induktansi antara dua gegelung?