شار مغناطیسی، شار القای مغناطیسی، شار F بردار القای مغناطیسی B از هر سطحی. M. p. dF از طریق یک منطقه کوچک dS، که در آن بردار B را می توان بدون تغییر در نظر گرفت...

نفوذپذیری مغناطیسی، کمیت فیزیکی که رابطه بین القای مغناطیسی B و میدان مغناطیسی H را در یک ماده مشخص می کند. برای مواد همسانگرد m = B/N (در سیستم واحدهای CGS) یا m...

سیستم بین‌المللی واحدها (Systeme International d "Unitees)، سیستمی از واحدهای مقادیر فیزیکی که توسط یازدهمین کنفرانس عمومی اوزان و اندازه‌ها (1960) به تصویب رسید. مخفف سیستم SI…

هنری، واحد اندوکتانس و اندوکتانس متقابل در سیستم بین‌المللی واحدها و سیستم واحدهای ICSA. به افتخار دانشمند آمریکایی J. Henry نامگذاری شده است. مخفف: روسی g...

سیستم واحدهای CGS، سیستمی از واحدهای مقادیر فیزیکی، که در آن سه واحد اساسی اتخاذ می شود: طول - سانتی متر، جرم - گرم و زمان - ثانیه. سیستمی با واحدهای پایه طول، جرم و...

خود القایی، وقوع emf القایی در یک مدار رسانا هنگامی که قدرت جریان در آن تغییر می کند. یک مورد خاص از القای الکترومغناطیسی. هنگامی که جریان در مدار تغییر می کند، شار القای مغناطیسی تغییر می کند ...

سیم پیچ القایی، یک هادی عایق که به شکل مارپیچی سیم پیچ شده است، دارای اندوکتانس قابل توجه با ظرفیت نسبتاً کوچک و کم است. مقاومت فعال. I.K از یک هسته تک هسته ای تشکیل شده است ...

فرومغناطیس ها، موادی (معمولاً در حالت کریستالی جامد) که در آنها در زیر دمای معین (نقطه کوری Q) مرتبه فرومغناطیسی از گشتاورهای مغناطیسی اتم ها یا ...

ثابت مغناطیسی، ضریب تناسب m0، که در تعدادی از فرمول های مغناطیس وقتی به شکل منطقی نوشته می شود (در سیستم بین المللی واحدها) ظاهر می شود. بنابراین، القاء B میدان مغناطیسی…

اندوکتانس (از لاتین inductio - هدایت، انگیزه)، یک کمیت فیزیکی که ویژگی های مغناطیسی یک مدار الکتریکی را مشخص می کند. جریانی که در یک مدار رسانا جریان دارد یک میدان مغناطیسی در فضای اطراف ایجاد می کند و شار مغناطیسی Ф که در مدار نفوذ می کند (مرتبط با آن) مستقیماً با قدرت جریان متناسب است. من:

عامل تناسب Lبه نام I. یا ضریب خود القایی مدار. I. به اندازه و شکل مدار و همچنین به نفوذپذیری مغناطیسی بستگی دارد محیط. در سیستم بین المللی واحدها (SI) I. بر حسب هنری اندازه گیری می شود، در سیستم واحدهای CGS (گاوس) I. دارای بعد طول است و بنابراین واحد I. را سانتی متر می نامند (1). gn = 109سانتی متر).

emf خود القایی در یک مدار، که با تغییر جریان در آن اتفاق می‌افتد، از طریق I بیان می‌شود:

(D من- تغییر جریان در طول زمان D تی). در یک قدرت جریان معین، I. انرژی را تعیین می کند دبلیوجریان میدان مغناطیسی:

هر چه I. بیشتر باشد، انرژی مغناطیسی انباشته شده در فضای اطراف مدار حامل جریان بیشتر است. اگر بین پدیده های الکتریکی و مکانیکی تشبیه کنیم، انرژی مغناطیسی باید با انرژی جنبشی بدن مقایسه شود. تی = mv 2/2 (که در آن m-جرم بدن، v-سرعت حرکت آن)، در حالی که انرژی نقش جرم و جریان نقش سرعت را بازی می کند. بنابراین، I. خواص اینرسی جریان را تعیین می کند.

در عمل، بخش هایی از مدار با I. قابل توجه به صورت اندوکتانس سیم پیچ انجام می شود. برای افزایش Lاز سیم پیچ هایی با هسته های آهنی استفاده می شود، اما در این حالت به دلیل وابستگی نفوذپذیری مغناطیسی m فرومغناطیس ها به شدت میدان و در نتیجه به شدت جریان، میدان مغناطیسی وابسته به من. I. شیر برقی بلند از نپیچ هایی که دارای سطح مقطع هستند اسو طول ل، در محیطی با نفوذپذیری مغناطیسی m برابر است با (به واحد SI): L=mm0 ن 2S/L،که در آن m0 ثابت مغناطیسی یا نفوذپذیری مغناطیسی خلاء است.

روشن:کلاشنیکف S.G., Electricity, M., 1970 (درس عمومی فیزیک، ج 2)، چ. 9.

G. Ya. Myakishev.

طول و فاصله جرم اندازه گیری حجم مواد جامد فله و مواد غذایی مساحت حجم و واحدهای اندازه گیری در دستورهای آشپزی فشار دما، تنش مکانیکی، مدول یانگ انرژی و کار نیروی نیروی زمان سرعت خطی زاویه صفحه راندمان حرارتیو بازده سوخت اعداد واحدهای اندازه گیری مقدار اطلاعات نرخ مبادله سایز لباس و کفش زنانه سایز لباس و کفش مردانه سرعت زاویهایو سرعت دورانی شتاب شتاب زاویه ای چگالی حجم ویژه ممان اینرسی لحظه نیرو گشتاور گرمای ویژه احتراق (بر حسب جرم) چگالی انرژی و گرمای ویژه احتراق سوخت (بر اساس حجم) تفاوت دما ضریب انبساط حرارتی مقاومت حرارتی هدایت حرارتی ویژه گرمای ویژه ظرفیت قرار گرفتن در معرض انرژی، توان تابش حرارتی چگالی شار حرارتی ضریب انتقال حرارت جریان حجم جریان انبوهسرعت جریان مولی چگالی جریان جرمی غلظت مولی غلظت جرم در محلول ویسکوزیته دینامیک (مطلق) اصطحکاک جنبشیکشش سطحی نفوذپذیری بخار نفوذپذیری بخار، سرعت انتقال بخار سطح صدا حساسیت میکروفون سطح فشار صدا (SPL) روشنایی شدت نور روشنایی وضوح گرافیکی رایانه فرکانس و طول موج قدرت دیوپتر و فاصله کانونی قدرت دیوپتر و بزرگنمایی لنز (×) بار الکتریکی بار الکتریکی سطحی شارژ خطی چگالی حجم بار چگالی جریان الکتریکی چگالی جریان خطی چگالی جریان سطحی چگالی جریان سطحی قدرت میدان الکتریکی پتانسیل و ولتاژ الکترواستاتیک مقاومت الکتریکی مقاومت الکتریکی رسانایی الکتریکی رسانایی الکتریکی ظرفیت الکتریک اندوکتانس سیم سنج آمریکایی سطوح بر حسب dBm یا VBmds دیگر واحد نیروی محرکه مغناطیسی قدرت میدان مغناطیسی شار مغناطیسی القای مغناطیسی نرخ دوز جذبی پرتوهای یونیزان رادیواکتیویته. تشعشعات واپاشی رادیواکتیو. دوز قرار گرفتن در معرض تابش. دز جذبی پیشوندهای اعشاری انتقال داده تایپوگرافی و پردازش تصویر واحدهای حجم چوب محاسبه جرم مولی جدول تناوبی عناصر شیمیایی D.I. Mendeleev

1 میکروهنری [µH] = 1E-06 هنری [H]

مقدار اولیه

ارزش تبدیل شده

هنری اگزاهنری پتاهنری تراهنری گیگهنری مگاهنری کیلهنری هکتنری دکاهنری دسیهنری صدوهنری میلیهنری میکروهنری نانوهنری پیچنری فمتوژنری آتوژنری وبر/آمپ آبهنری واحد القایی SGSM استتنری واحد اندوکتانس SGSE

مقاله ویژه

اطلاعات بیشتر در مورد اندوکتانس

معرفی

اگر کسی به فکر انجام یک نظرسنجی از جمعیت جهان با موضوع "در مورد اندوکتانس چه می‌دانید؟" بود، تعداد زیادی از پاسخ‌دهندگان به سادگی شانه‌های خود را بالا می‌اندازند. اما این دومین عنصر فنی پرتعداد، پس از ترانزیستورها است که تمدن مدرن بر آن بنا شده است! طرفداران داستان های پلیسی، به یاد دارند که در جوانی داستان های هیجان انگیز سر آرتور کانن دویل در مورد ماجراهای کارآگاه معروف شرلوک هلمز را می خواندند. به درجه ای متفاوتاعتماد به نفس چیزی در مورد روشی که کارآگاه فوق الذکر استفاده کرده است، زمزمه خواهد کرد. در عین حال، متضمن روش استنباط که در کنار روش استقرایی، روش اصلی معرفت در فلسفه غرب عصر جدید است.

با روش استقرایی، حقایق فردی، اصول بررسی شده و مفاهیم نظری کلی بر اساس نتایج به دست آمده (از جزئی به عام) شکل می گیرد. روش کسر، برعکس، شامل تحقیق از اصول کلی، قوانین، زمانی که مفاد نظریه در پدیده های فردی توزیع می شود.

لازم به ذکر است که استقرا به معنای روش هیچ ارتباط مستقیمی با اندوکتانس ندارند و صرفاً ریشه مشترک لاتین دارند. استقرا- راهنمایی، انگیزه - و به معنای مفاهیم کاملا متفاوت است.

تنها بخش کوچکی از کسانی که از میان علوم دقیق مورد بررسی قرار گرفتند - فیزیکدانان حرفه ای، مهندسان برق، مهندسان رادیو و دانشجویان این حوزه ها - می توانند پاسخ روشنی به این سؤال بدهند و برخی از آنها آماده ارائه یک سخنرانی کامل هستند. بلافاصله در مورد این موضوع

تعریف اندوکتانس

در فیزیک، اندوکتانس یا ضریب خود القایی به عنوان ضریب تناسب L بین شار مغناطیسی Ф در اطراف یک هادی حامل جریان و جریانی که آن را تولید می کند تعریف می شود، یا - در فرمول دقیق تر - این است ضریب تناسب بین جریان الکتریسیتهاوه، در برخی جریان دارد حلقه بستهو شار مغناطیسی ایجاد شده توسط این جریان:

Ф = L∙I

L = Ф/I

برای درک نقش فیزیکی سلف در مدارهای الکتریکی، می توان از قیاس فرمول انرژی ذخیره شده در آن هنگام جریان I با فرمول انرژی جنبشی مکانیکی بدن استفاده کرد.

برای یک جریان معین I، اندوکتانس L انرژی میدان مغناطیسی W ایجاد شده توسط این جریان I را تعیین می کند:

به طور مشابه، انرژی جنبشی مکانیکی یک جسم با جرم جسم m و سرعت آن V تعیین می شود:

یعنی اندوکتانس مانند جرم اجازه نمی‌دهد انرژی میدان مغناطیسی فوراً افزایش یابد، همانطور که جرم اجازه نمی‌دهد با انرژی جنبشی بدن این اتفاق بیفتد.

بیایید رفتار جریان در اندوکتانس را مطالعه کنیم:

به دلیل اینرسی اندوکتانس، جلوی ولتاژ ورودی به تأخیر می افتد. در اتوماسیون و مهندسی رادیو به چنین مداری مدار یکپارچه می گویند و برای انجام عملیات ریاضی یکپارچه سازی استفاده می شود.

بیایید ولتاژ روی سلف را مطالعه کنیم:

در لحظات اعمال و حذف ولتاژ، به دلیل emf خود القایی ذاتی در سیم پیچ های اندوکتانس، نوسانات ولتاژ رخ می دهد. چنین مداری در اتوماسیون و مهندسی رادیو متمایز نامیده می شود و در اتوماسیون برای تصحیح فرآیندها در یک جسم کنترل شده که طبیعت سریع دارند استفاده می شود.

واحدها

در سیستم واحدهای SI، اندوکتانس به صورت henry اندازه گیری می شود که به اختصار Hn نامیده می شود. یک مدار حامل جریان دارای اندوکتانس یک هنری است اگر وقتی جریان یک آمپر در ثانیه تغییر کند، ولتاژ یک ولت در پایانه های مدار ظاهر شود.

در انواع سیستم SGS - سیستم SGSM و در سیستم گاوسی، اندوکتانس بر حسب سانتی متر اندازه گیری می شود (1 H = 109 سانتی متر؛ 1 سانتی متر = 1 nH). برای سانتی متر از نام آبهنری به عنوان واحد اندوکتانس نیز استفاده می شود. در سیستم SGSE، واحد اندازه گیری اندوکتانس یا بی نام می ماند یا گاهی اوقات استاتنری نامیده می شود (1 statenry ≈ 8.987552 10-11 henry، ضریب تبدیل عددی برابر با 10-4 مربع سرعت نور است که در سانتی متر بیان می شود. /s).

مرجع تاریخی

نماد L که برای نشان دادن اندوکتانس استفاده می‌شود، به افتخار هاینریش فردریش امیل لنز، که به‌خاطر کمک‌هایش در مطالعه الکترومغناطیس شناخته می‌شود و قانون لنز در مورد خواص جریان القایی را استخراج کرد، به کار گرفته شد. واحد اندوکتانس به نام جوزف هنری نامگذاری شده است که خود القایی را کشف کرد. خود اصطلاح اندوکتانس توسط الیور هیوساید در فوریه 1886 ابداع شد.

در میان دانشمندانی که در مطالعه خواص اندوکتانس و توسعه کاربردهای مختلف آن شرکت کردند، لازم است به سر هنری کاوندیش که آزمایشاتی را با الکتریسیته انجام داد، اشاره کرد. مایکل فارادی که القای الکترومغناطیسی را کشف کرد. نیکولا تسلا، که به دلیل کار خود در سیستم های انتقال الکتریکی مشهور است. آندره ماری آمپر که کاشف نظریه الکترومغناطیس به شمار می رود. گوستاو رابرت کیرشهوف، که کاوش کرد مدارهای الکتریکی; جیمز کلارک ماکسول، که میدان‌های الکترومغناطیسی و نمونه‌های خاص آن‌ها را مطالعه کرد: الکتریسیته، مغناطیس و اپتیک. هنری رودولف هرتز که این را ثابت کرد امواج الکترومغناطیسیواقعا وجود دارد؛ آلبرت آبراهام مایکلسون و رابرت اندروز میلیکان. البته همه این دانشمندان مشکلات دیگری را بررسی کردند که در اینجا ذکر نشده است.

القاگر

طبق تعریف، سلف یک سیم پیچ مارپیچ، حلزونی یا مارپیچ است که از یک هادی عایق سیم پیچی ساخته شده است که دارای اندوکتانس قابل توجهی با ظرفیت نسبتاً کوچک و مقاومت فعال کم است. در نتیجه، هنگامی که یک جریان الکتریکی متناوب از سیم پیچ عبور می کند، اینرسی قابل توجه آن مشاهده می شود که در آزمایشی که در بالا توضیح داده شد می توان مشاهده کرد. در فناوری فرکانس بالا، یک سلف می تواند از یک دور یا بخشی از آن تشکیل شده باشد؛ در حالت شدید، در فرکانس های فوق العاده بالا، از یک قطعه هادی برای ایجاد اندوکتانس استفاده می شود که به اصطلاح اندوکتانس توزیع شده (خطوط نواری) دارد. ).

کاربرد در تکنولوژی

سلف ها استفاده می شوند:

• برای سرکوب نویز، صاف کردن امواج، ذخیره انرژی، محدود کردن جریان متناوبدر مدارهای رزونانس (مدار نوسانی) و فرکانس انتخابی. ایجاد میدان های مغناطیسی، حسگرهای حرکتی، در کارت خوان های کارت اعتباری، و همچنین در خود کارت های اعتباری بدون تماس.
• سلف ها (همراه با خازن ها و مقاومت ها) برای ساخت مدارهای مختلف با خواص وابسته به فرکانس، به ویژه فیلترها، مدارها استفاده می شوند. بازخورد, مدارهای نوسانیو دیگران. بر این اساس، به چنین سیم پیچ هایی می گویند: سیم پیچ کانتور، سیم پیچ فیلتر و غیره.
• دو سیم پیچ جفت شده القایی یک ترانسفورماتور را تشکیل می دهند.
• سلف، برق دار جریان پالساز سوئیچ ترانزیستوری که گاهی اوقات به عنوان منبع استفاده می شود ولتاژ بالاتوان کم در مدارهای جریان کم، زمانی که ایجاد یک ولتاژ منبع تغذیه بالا جداگانه در منبع تغذیه غیرممکن یا از نظر اقتصادی غیر عملی است. در این حالت نوسان های ولتاژ بالا بر روی سیم پیچ به دلیل خود القایی ظاهر می شود که می توان از آن در مدار استفاده کرد.
• هنگامی که برای سرکوب تداخل استفاده می شود، موج های جریان الکتریکی را صاف می کند، جدا می کند (جدا کردن) فرکانس بالابخش های مختلف مدار و ذخیره انرژی در میدان مغناطیسی هسته، سلف را سلف می نامند.
• در مهندسی برق قدرت (برای محدود کردن جریان زمانی که، برای مثال، مدار کوتاهخط برق) سلف را راکتور می گویند.
• محدود کننده‌های جریان برای دستگاه‌های جوشکاری به شکل یک سیم پیچ القایی ساخته می‌شوند که جریان قوس جوش را محدود می‌کند و آن را پایدارتر می‌کند و در نتیجه امکان جوش یکنواخت‌تر و بادوام‌تر را فراهم می‌کند.
• از سلف ها به عنوان آهنرباهای الکتریکی نیز استفاده می شود - محرک ها. سلف استوانه‌ای که طول آن بسیار بیشتر از قطر آن است، سلونوئید نامیده می‌شود. علاوه بر این، شیر برقی اغلب به دستگاهی گفته می شود که عملکرد دارد کارهای مکانیکیبه دلیل میدان مغناطیسی در هنگام جمع کردن هسته فرومغناطیسی.
• در رله های الکترومغناطیسی به سلف ها سیم پیچ رله می گویند.
• سلف گرمایش یک سیم پیچ القاگر ویژه است که عنصر کار تاسیسات گرمایش القایی و اجاق های القایی آشپزخانه است.

توسط روی هم رفته، در تمامی مولدهای جریان الکتریکی از هر نوع و همچنین در الکتروموتورها سیم پیچی آنها به صورت سیم پیچ سلفی است. با پیروی از سنت باستانی به تصویر کشیدن یک زمین مسطح که بر روی سه فیل یا نهنگ ایستاده است، امروز می‌توانیم با توجیه بیشتری ادعا کنیم که زندگی روی زمین بر روی یک سیم پیچ القایی استوار است.

از این گذشته ، حتی میدان مغناطیسی زمین که از همه موجودات زمینی در برابر تشعشعات کیهانی و خورشیدی محافظت می کند ، طبق فرضیه اصلی در مورد منشاء آن ، با جریان های عظیم در هسته فلزی مایع زمین مرتبط است. در اصل، این هسته یک سلف در مقیاس سیاره ای است. تخمین زده می شود که منطقه ای که مکانیسم "دینام مغناطیسی" در آن کار می کند در فاصله 0.25-0.3 شعاع زمین قرار دارد.

برنج. 7. میدان مغناطیسی اطراف یک هادی حامل جریان. من- جاری، ب- بردار القای مغناطیسی.

آزمایش

در پایان، من می خواهم در مورد برخی از ویژگی های جالب سلف ها صحبت کنم که اگر ساده ترین مواد و تجهیزات موجود را در دسترس دارید، می توانید خودتان مشاهده کنید. برای انجام آزمایش‌ها، به قطعات سیم مسی عایق‌شده، یک میله فریت و هر مولتی متر مدرن با عملکرد اندازه‌گیری اندوکتانس نیاز داریم. به یاد داشته باشیم که هر هادی حامل جریان، میدان مغناطیسی از این نوع را در اطراف خود ایجاد می کند که در شکل 7 نشان داده شده است.

چهار دوجین دور سیم را با یک زمین کوچک (فاصله بین پیچ ها) دور میله فریت می پیچیم. این سیم پیچ شماره 1 خواهد بود. سپس به همان تعداد دور با گام یکسان، اما با جهت مخالف سیم پیچ می پیچیم. این سیم پیچ شماره 2 خواهد بود. و سپس 20 پیچ را در جهت دلخواه نزدیک به هم می پیچیم. این سیم پیچ شماره 3 خواهد بود. سپس آنها را با دقت از میله فریت جدا کنید. میدان مغناطیسی چنین سلف هایی تقریباً همانطور که در شکل نشان داده شده است به نظر می رسد. 8.

سلف ها عمدتاً به دو دسته تقسیم می شوند: با هسته مغناطیسی و غیر مغناطیسی. شکل 8 یک سیم پیچ با یک هسته غیر مغناطیسی را نشان می دهد، نقش هسته غیر مغناطیسی را هوا بازی می کند. در شکل 9 نمونه هایی از سلف های با هسته مغناطیسی را نشان می دهد که می توانند بسته یا باز باشند.

هسته های فریت و صفحات فولادی الکتریکی عمدتاً مورد استفاده قرار می گیرند. هسته ها اندوکتانس سیم پیچ ها را به میزان قابل توجهی افزایش می دهند. بر خلاف هسته های استوانه ای، هسته های حلقه ای شکل (حلقه ای) به شما امکان می دهند اندوکتانس بالا، از آنجایی که شار مغناطیسی در آنها بسته است.

بیایید انتهای مولتی متر را که در حالت اندازه گیری اندوکتانس روشن شده است، به انتهای سیم پیچ شماره 1 وصل کنیم. اندوکتانس چنین سیم پیچی بسیار کوچک است، به ترتیب چند کسری از میکروهنری، بنابراین دستگاه چیزی را نشان نمی دهد (شکل 10). بیایید شروع به معرفی یک میله فریت به سیم پیچ کنیم (شکل 11). این دستگاه حدود دوازده میکروهنری را نشان می دهد و هنگامی که سیم پیچ به سمت مرکز میله حرکت می کند، اندوکتانس آن تقریباً سه برابر افزایش می یابد (شکل 12).

با حرکت سیم پیچ به لبه دیگر میله، مقدار اندوکتانس سیم پیچ دوباره کاهش می یابد. نتیجه گیری: اندوکتانس سیم پیچ ها را می توان با حرکت دادن هسته در آنها تنظیم کرد و حداکثر مقدار آن زمانی حاصل می شود که سیم پیچ روی میله فریت (یا برعکس، میله در سیم پیچ) در مرکز قرار گیرد. بنابراین ما یک واریومتر واقعی، البته تا حدودی ناشیانه، به دست آوردیم. پس از انجام آزمایش فوق با سیم پیچ شماره 2، نتایج مشابهی به دست خواهیم آورد، یعنی جهت سیم پیچ تأثیری بر اندوکتانس ندارد.

پیچ های سیم پیچ شماره 1 یا 2 را محکم تر و بدون فاصله بین پیچ ها روی میله فریت قرار داده و مجدداً اندوکتانس را اندازه گیری می کنیم. افزایش یافته است (شکل 13).

و هنگامی که سیم پیچ در امتداد میله کشیده می شود، اندوکتانس آن کاهش می یابد (شکل 14). نتیجه گیری: با تغییر فاصله بین پیچ ها می توانید اندوکتانس را تنظیم کنید و برای حداکثر اندوکتانس باید سیم پیچ را "چرخش به چرخش" بپیچید. تکنیک تنظیم اندوکتانس با کشش یا فشرده سازی پیچ ها اغلب توسط مهندسان رادیویی استفاده می شود و تجهیزات فرستنده گیرنده خود را با فرکانس مورد نظر تنظیم می کنند.

بیایید سیم پیچ شماره 3 را روی میله فریت نصب کنیم و اندوکتانس آن را اندازه گیری کنیم (شکل 15). تعداد چرخش ها نصف شد و اندوکتانس چهار برابر شد. نتیجه گیری: هر چه تعداد دورها کمتر باشد، اندوکتانس کمتر است و هیچ رابطه خطی بین اندوکتانس و تعداد دور وجود ندارد.

آیا ترجمه واحدهای اندازه گیری از یک زبان به زبان دیگر برای شما دشوار است؟ همکاران آماده کمک به شما هستند. یک سوال در TCTerms ارسال کنیدو در عرض چند دقیقه پاسخ دریافت خواهید کرد.

تعیین و واحدهای اندازه گیری

در سیستم واحدهای SI، اندوکتانس به صورت henry، به اختصار Hn، در سیستم CGS - در سانتی متر (1 Hn = 10 9 سانتی متر) اندازه گیری می شود. یک مدار دارای اندوکتانس یک هنری است اگر وقتی جریان یک آمپر در ثانیه تغییر کند، ولتاژ یک ولت در پایانه های مدار ظاهر شود. یک مدار واقعی و غیر ابررسانا دارای مقاومت اهمی R است، بنابراین یک ولتاژ U=I*R نیز روی آن ظاهر می‌شود، جایی که I جریانی است که در یک لحظه معین از مدار می‌گذرد.

نماد مورد استفاده برای نشان دادن اندوکتانس به افتخار لنز امیل کریستیانوویچ (هاینریش فردریش امیل لنز) [ منبع مشخص نشده 1017 روز] . واحد اندوکتانس به نام جوزف هنری نامگذاری شده است. خود اصطلاح اندوکتانس توسط الیور هیوساید در فوریه 1886 ابداع شد. منبع مشخص نشده 1017 روز] .

جریان الکتریکی که در یک مدار بسته جریان دارد، میدان مغناطیسی در اطراف خود ایجاد می کند که القای آن بر اساس قانون بیوت-ساوارت-لاپلاس، متناسب با جریان است. بنابراین شار مغناطیسی F مرتبط با مدار مستقیماً با جریان I در مدار متناسب است:

که در آن ضریب تناسب L نامیده می شود اندوکتانس مدار.

هنگامی که قدرت جریان در مدار تغییر می کند، شار مغناطیسی مرتبط با آن نیز تغییر خواهد کرد. این بدان معنی است که یک emf در مدار القا می شود. ظهور e.m.f. القایی در مدار رسانا زمانی که قدرت جریان در آن تغییر می کند نامیده می شود خود القایی.

از عبارت (1) واحد اندوکتانس مشخص شده است هنری(H): 1 H - اندوکتانس مداری که شار مغناطیسی خود القایی آن در جریان 1 A برابر است با 1 Wb: 1 Hn = 1 Wb/s = 1 V.

بیایید اندوکتانس یک شیر برقی بی نهایت طولانی را محاسبه کنیم. کل شار مغناطیسی از طریق شیر برقی (پیوند شار) برابر با μ 0 μ (N 2 I / است. ل) S. با جایگزینی به (1)، پیدا می کنیم

یعنی اندوکتانس سلونوئید به طول بستگی دارد لشیر برقی، تعداد دورهای آن N، مساحت آن S و نفوذپذیری مغناطیسی μ ماده ای که هسته شیر برقی از آن ساخته شده است.

ثابت شده است که اندوکتانس مدار بستگی دارد مورد کلیفقط بر اساس شکل هندسی مدار، ابعاد آن و نفوذپذیری مغناطیسی محیطی که در آن قرار دارد، می توان آنالوگ القایی مدار را با ظرفیت الکتریکی یک هادی منفرد ترسیم کرد، که به آن نیز بستگی دارد. فقط بر روی شکل هادی، ابعاد آن و ثابت دی الکتریک محیط.

اجازه دهید با اعمال قانون فارادی در مورد پدیده خودالقایی، دریابیم که emf. خود القایی برابر است با

اگر مدار دچار تغییر شکل نشود و نفوذپذیری مغناطیسی محیط بدون تغییر باقی بماند (بعداً نشان داده می شود که آخرین شرط همیشه برآورده نمی شود)، آنگاه L = const و

جایی که علامت منفی که توسط قانون لنز تعیین شده است، نشان دهنده آن است وجود اندوکتانس در مدار باعث کند شدن تغییر جریان در آن می شود.

اگر جریان در طول زمان افزایش یابد، (dI/dt<0) и ξ s >0 یعنی جریان خود القایی به سمت جریان ایجاد شده هدایت می شود منبع خارجی، و افزایش آن را کند می کند. اگر جریان با زمان کاهش یابد، (dI/dt>0) و ξ s<0 т. е. индукционный ток имеет такое же направление, как и уменьшающийся ток в контуре, и замедляет его уменьшение. Значит, контур, обладая определенной индуктивностью, имеет электрическую инертность, заключающуюся в том, что любое изменение тока уменьшается тем сильнее, чем больше индуктивность контура.

42. جریان در هنگام باز و بسته شدن یک مدار.

با هر تغییری در قدرت جریان در مدار رسانا، e اتفاق می افتد. d.s. خود القایی، که در نتیجه جریان های اضافی در مدار ظاهر می شود، نامیده می شود جریان های اضافی خود القایی. جریان های اضافی خود القایی، طبق قانون لنز، همیشه به گونه ای هدایت می شوند که از تغییر جریان در مدار جلوگیری کنند، یعنی برخلاف جریان ایجاد شده توسط منبع هدایت شوند. هنگامی که منبع جریان خاموش می شود، جریان های اضافی همان جهت جریان ضعیف کننده را دارند. در نتیجه وجود اندوکتانس در مدار از بین رفتن یا برقراری جریان در مدار را کند می کند.

اجازه دهید روند خاموش کردن جریان در مداری حاوی منبع جریان با emf را در نظر بگیریم. ، مقاومت مقاومت آرو یک سلف L.تحت تأثیر e خارجی. d.s. جریان مستقیم در مدار جریان دارد

(از مقاومت داخلی منبع جریان غفلت می کنیم).

در یک لحظه از زمان تی=0 منبع فعلی را خاموش کنید. جریان در اندوکتانس سیم پیچ Lشروع به کاهش خواهد کرد که منجر به ظهور emf می شود. بر اساس قانون لنز از کاهش جریان خود القایی جلوگیری می کند. در هر لحظه از زمان، جریان در مدار توسط قانون اهم تعیین می شود من= s/R،یا

با تقسیم متغیرها در عبارت (127.1)، یکپارچه سازی این معادله را به دست می آوریم من(از جانب من 0 تا من) و تی(از 0 تا تی، ln را پیدا کنید ( من/من 0) = -Rt/L،یا

جایی که t= L/R -ثابت نامیده می شود زمان استراحتاز (127.2) نتیجه می شود که t زمانی است که در طی آن قدرت جریان به میزان e برابر کاهش می یابد.

بنابراین، در فرآیند خاموش کردن منبع جریان، قدرت جریان طبق قانون نمایی (127.2) کاهش می یابد و توسط منحنی تعیین می شود. 1 در شکل 183. هر چه اندوکتانس مدار بیشتر و مقاومت آن کمتر باشد، t بیشتر و در نتیجه با باز شدن مدار، جریان در مدار کندتر کاهش می یابد.

هنگامی که مدار بسته است، علاوه بر e خارجی. d.s. بوجود می آید e. d.s. بر اساس قانون لنز از افزایش جریان خود القایی جلوگیری می کند. طبق قانون اهم یا

با معرفی یک متغیر جدید، این معادله را به فرم تبدیل می کنیم

جایی که t زمان استراحت است.

در لحظه بسته شدن ( تی= 0) جریان من= 0 و تو= – . بنابراین، ادغام بیش از و(از به IR–) و تی(از 0 تا تی، ln را پیدا کنید[( IR– )]/– = -t/t،یا

جریان ثابت کجاست (در تی®¥).

بنابراین، در طول فرآیند روشن کردن منبع جریان، افزایش قدرت جریان در مدار با تابع (127.3) داده می شود و با منحنی 2 در شکل 2 تعیین می شود. 183. جریان از مقدار اولیه افزایش می یابد من = 0 و به طور مجانبی به مقدار حالت پایدار تمایل دارد . نرخ افزایش جریان با همان زمان استراحت تعیین می شود t=L/R،همانند کاهش جریان برقراری جریان هر چه سریعتر رخ دهد، اندوکتانس مدار کمتر و مقاومت آن بیشتر باشد.

بیایید ارزش emf را تخمین بزنیم. خود القایی، که با افزایش آنی مقاومت مدار DC از آر 0 تا آر. فرض کنید مدار را زمانی باز می کنیم که یک جریان ثابت در آن جریان داشته باشد. هنگامی که مدار باز می شود، جریان مطابق فرمول (127.2) تغییر می کند. جایگزین کردن در آن عبارت برای من 0 و تی، ما گرفتیم

E.m.f. خود القایی

یعنی با افزایش قابل توجه مقاومت مدار (R/R 0 >>1)، با اندوکتانس بالا، emf. خود القایی می تواند چندین برابر بیشتر از emf باشد. منبع جریان موجود در مدار بنابراین، باید در نظر گرفت که یک مدار حاوی اندوکتانس را نمی توان به طور ناگهانی باز کرد، زیرا این (وقوع emf خود القایی قابل توجه) می تواند منجر به خرابی و شکست عایق شود. ابزار اندازه گیری. اگر مقاومت به تدریج به مدار وارد شود، emf. خود القایی به مقادیر زیادی نمی رسد.

43. پدیده القای متقابل. تبدیل کننده.

بیایید دو کانتور ثابت (1 و 2) را در نظر بگیریم که کاملاً نزدیک به یکدیگر قرار دارند (شکل 1). اگر یک جریان I 1 در مدار 1 جریان داشته باشد، آنگاه شار مغناطیسی که توسط این جریان ایجاد می شود (میدان ایجاد کننده این شار در شکل با خطوط جامد نشان داده شده است) مستقیماً با I1 متناسب است. اجازه دهید قسمتی از جریان را که در مدار 2 نفوذ می کند با Ф 21 نشان دهیم. سپس

که در آن L 21 ضریب تناسب است.

عکس. 1

اگر جریان I 1 مقدار خود را تغییر دهد، یک emf در مدار 2 القا می شود. ξ i2 که طبق قانون فارادی با سرعت تغییر شار مغناطیسی Ф 21 که توسط جریان در مدار اول ایجاد شده و در مدار دوم نفوذ می کند برابر و مخالف علامت خواهد بود:

به طور مشابه، هنگامی که جریان I 2 در مدار 2 جریان می یابد، شار مغناطیسی (میدان آن در شکل 1 با خط تیره نشان داده شده است) در مدار اول نفوذ می کند. اگر Ф 12 بخشی از این جریان است که در مدار 1 نفوذ می کند، پس

اگر جریان I 2 مقدار خود را تغییر دهد، یک emf در مدار 1 القا می شود. ξ i1 که علامت آن برابر و مخالف نرخ تغییر شار مغناطیسی Ф 12 است که توسط جریان در مدار دوم ایجاد می شود و در مدار اول نفوذ می کند:

پدیده وقوع emf در یکی از مدارها زمانی که قدرت جریان در دیگری تغییر می کند نامیده می شود القای متقابل . ضرایب تناسب L 21 و L 12 نامیده می شوند اندوکتانس متقابل مدارها. محاسبات، که توسط تجربه تایید شده است، نشان می دهد که L 21 و L 12 با یکدیگر برابر هستند، یعنی.

ضرایب تناسب L 12 و L 21 به اندازه، شکل هندسی، موقعیت نسبی مدارها و نفوذپذیری مغناطیسی محیط اطراف مدارها بستگی دارد. واحد اندوکتانس متقابل مانند اندوکتانس، هنری (H) است.

بیایید اندوکتانس متقابل دو سیم پیچی که روی یک هسته حلقوی مشترک پیچیده شده اند را پیدا کنیم. این مورد از اهمیت عملی زیادی برخوردار است (شکل 2). القای مغناطیسی میدان، که توسط سیم پیچ اول با تعداد دور N 1، جریان I 1 و نفوذپذیری مغناطیسی μ هسته، B = μμ 0 ایجاد می شود (N 1 I 1 / ل) جایی که ل- طول هسته در امتداد خط وسط. شار مغناطیسی از طریق یک دور سیم پیچ دوم Ф 2 = BS = μμ 0 (N 1 I 1 / ل) S

این بدان معنی است که کل شار مغناطیسی (پیوند شار) از طریق سیم پیچ ثانویه، که شامل N 2 پیچ است،

جریان Ψ توسط جریان I 1 ایجاد می شود، بنابراین، با استفاده از (1)، پیدا می کنیم

اگر شار مغناطیسی ایجاد شده توسط سیم پیچ 2 را از طریق سیم پیچ 1 محاسبه کنیم، برای L 12 یک عبارت مطابق با فرمول (3) بدست می آوریم. این بدان معنی است که اندوکتانس متقابل دو سیم پیچ، که بر روی یک هسته حلقوی مشترک پیچیده شده اند،

تبدیل کننده(از لات تبدیل- تبدیل) یک دستگاه الکترومغناطیسی ساکن است که دارای دو یا چند سیم پیچ جفت القایی بر روی هر مدار مغناطیسی است و برای تبدیل، از طریق القای الکترومغناطیسی، یک یا چند سیستم جریان متناوب (ولتاژ) به یک یا چند سیستم جریان متناوب دیگر (ولتاژ) بدون تغییر طراحی شده است. فرکانس سیستم AC (ولتاژ)

قانون فارادی

همچنین ببینید: القای الکترومغناطیسی

emf ایجاد شده در سیم پیچ ثانویه را می توان با استفاده از قانون فارادی محاسبه کرد که بیان می کند:

U 2- ولتاژ روی سیم پیچ ثانویه،

N 2- تعداد چرخش در سیم پیچ ثانویه،

Φ - کل شار مغناطیسی از طریق یک دور سیم پیچ. اگر پیچ های سیم پیچ عمود بر خطوط میدان مغناطیسی قرار گیرند، شار متناسب با میدان مغناطیسی خواهد بود. بو مناطق اسکه از آن عبور می کند.

EMF ایجاد شده در سیم پیچ اولیه به ترتیب عبارت است از:

U 1- مقدار ولتاژ لحظه ای در انتهای سیم پیچ اولیه،

N 1- تعداد چرخش در سیم پیچ اولیه.

تقسیم معادله U 2بر U 1، رابطه را دریافت می کنیم:

44. انرژی میدان مغناطیسی، چگالی آن.

رسانایی که جریان الکتریکی از آن عبور می کند همیشه توسط یک میدان مغناطیسی احاطه شده است و میدان مغناطیسی ناپدید می شود و همراه با ناپدید شدن و ظاهر شدن جریان ظاهر می شود. میدان مغناطیسی مانند میدان الکتریکی حامل انرژی است. منطقی است که فرض کنیم انرژی میدان مغناطیسی با کاری که جریان برای ایجاد این میدان صرف می کند، همزمان است.

مداری را با اندوکتانس L در نظر می گیریم که جریان I از آن عبور می کند. اما برای تغییر شار مغناطیسی به مقدار dФ باید کار dA=IdФ=LIdI انجام شود. سپس کار برای ایجاد شار مغناطیسی Ф برابر است

این بدان معناست که انرژی میدان مغناطیسی که با مدار مرتبط است،

انرژی میدان مغناطیسی را می توان تابعی از کمیت هایی دانست که این میدان را در فضای اطراف مشخص می کند. برای انجام این کار، یک مورد خاص را در نظر بگیرید - یک میدان مغناطیسی یکنواخت در داخل یک شیر برقی طولانی. با جایگزینی فرمول سلونوئید اندوکتانس به فرمول (1)، متوجه می شویم

از آنجایی که I=B ل/(μ 0 μN) و B=μ 0 μH، سپس

(2)

جایی که S ل= V - حجم شیر برقی.

میدان مغناطیسی داخل شیر برقی یکنواخت و در داخل آن متمرکز است، بنابراین انرژی (2) در حجم شیر برقی موجود است و توزیع یکنواختی با آن با یک ثابت دارد. چگالی ظاهری

فرمول (3) برای چگالی انرژی حجمی یک میدان مغناطیسی شکلی شبیه به بیان چگالی انرژی حجمی یک میدان الکترواستاتیک دارد، با این تفاوت که کمیت های الکتریکی با مقادیر مغناطیسی جایگزین می شوند. فرمول (3) برای یک میدان همگن مشتق شده است، اما برای میدان های ناهمگن نیز صادق است. فرمول (3) فقط برای محیط هایی معتبر است که برای آنها وابستگی خطی B از H، یعنی. فقط برای مواد پارا و دیامغناطیس کاربرد دارد.

45. میدان مغناطیسی در ماده. مغناطیس سازی نفوذپذیری مغناطیسی قدرت میدان مغناطیسی، ارتباط آن با القای مغناطیسی.