Pagkabit ng inductor

Sa nakaraang tutorial, nagsimula kami sa Pag-unawa sa isang Inductor at Gumagana Ito, oras na upang tuklasin ang iba't ibang mga kumbinasyon ng mga Inductor. Sa electronics, ang Inductors ang pinakakaraniwang ginagamit na mga bahagi pagkatapos ng mga capacitor at resistor, na ginagamit sa iba't ibang mga kumbinasyon para sa iba't ibang mga application. Gumamit din kami ng inductor upang bumuo ng mga metal detector at sinusukat ang halaga ng inductor gamit ang iba't ibang mga diskarte, lahat ng mga link ay ibinibigay sa ibaba:

• LC Meter gamit ang Arduino: Pagsukat ng Inductance at Frequency
• Paano masukat ang halaga ng Inductor o Capacitor gamit ang Oscilloscope
• Simpleng Metal Detector Circuit
• Arduino Metal Detector

Ano ang mga kasamang circuit?

Ang mga kumbinasyon ng mga bahagi ay magkakasama upang lumikha ng mga kaisa na circuit. Ang kahulugan ng magkabit na circuit ay ang paglipat ng enerhiya na nagaganap mula sa isa patungo sa isa pa kapag ang alinman sa mga circuit ay pinapaglakas. Ang mga pangunahing sangkap sa circuit ng electronics ay isinama ng alinman sa conductive o electromagnetically.

Gayunpaman, sa tutorial na ito, tatalakayin ang electromagnetic coupling at ang kombinasyon ng mga inductors, tulad ng inductors sa serye o parallel na mga kumbinasyon.

Mutual Inductance

Sa nakaraang artikulo, tinalakay namin ang self-inductance ng isang inductor at ang parameter nito. Sa panahon ng operasyon na nauugnay sa self-inductance, walang naganap na inductance sa isa't isa.

Kapag nangyari ang rate ng kasalukuyang pagbabago, ang isang boltahe ay sapilitan sa loob ng isang likid. Alin ang maaaring karagdagang ipinakita gamit ang formula sa ibaba kung saan,

Ang V (t) ay ang sapilitan boltahe sa loob ng coil, i Ay ang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng coil, at ang inductance ng coil ay L.

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

Ang kundisyon sa itaas ay totoo lamang para sa self-inductance na kaugnay na elemento ng circuit kung saan mayroong dalawang mga terminal. Sa ganitong kaso, walang pag-inductance sa isa't isa ang kinuha sa pagkakasunud-sunod.

Ngayon, sa parehong senaryo, kung ang dalawang mga coil ay nakalagay sa isang malapit na distansya, ang inductive na pagkabit ay magaganap.

Sa imahe sa itaas, ipinapakita ang dalawang coil. Ang dalawang coil na ito ay napakalapit sa bawat isa. Dahil sa kasalukuyang i1 na dumadaloy sa coil L1, ang magnetic flux ay sapilitan na pagkatapos ay maililipat sa iba pang coil L2.

Sa imahe sa itaas, ang parehong circuit ay mahigpit na nakabalot sa isang pangunahing materyal upang ang galaw ay hindi makagalaw. Dahil ang materyal ay isang magnetikong core, mayroon itong pagkamatagusin. Ang dalawang magkakahiwalay na coil ay ngayon ay magnetically isinama. Ngayon, kagiliw-giliw, kung ang isa sa mga coil ay nakaharap sa rate ng kasalukuyang pagbabago, ang iba pang coil ay mag-uudyok ng isang boltahe na direktang proporsyonal sa rate ng kasalukuyang pagbabago sa iba pang coil.

Samakatuwid, kapag ang isang boltahe na mapagkukunan V1 ay inilalapat sa coil L1, ang kasalukuyang i1 ay magsisimulang dumaloy sa pamamagitan ng L1. Ang rate ng kasalukuyang pagbabago ay gumagawa ng isang pagkilos ng bagay na dumadaloy sa pamamagitan ng magnetic core at gumagawa ng isang boltahe sa coil L2. Ang rate ng kasalukuyang pagbabago sa L1 ay binabago din ang pagkilos ng bagay na maaaring karagdagang manipulahin ang sapilitan boltahe sa L2.

Ang sapilitan boltahe sa L2 ay maaaring kalkulahin sa ibaba formula-

V ₂ = M {di ₁ (t) / dt}

Sa equation sa itaas, mayroong isang hindi kilalang entity. Iyon ay M. Ito ay sapagkat, ang isa't isa na inductance ay responsable para sa boltahe na sapilitan sa dalawang independiyenteng mga circuit. Ang M, mutual inductance na ito ay ang coefficient proportionality.

Parehas para sa unang coil L1, ang boltahe na sapilitan dahil sa pareho na inductance para sa unang coil ay maaaring -

V ₂ = M {di ₂ (t) / dt}

Parehas tulad ng inductance, ang inductance ng isa ay sinusukat din kay Henry. Ang maximum na halaga ng inductance ng kapwa ay maaaring √L ₁ L ₂. Tulad ng inductance na nagpapahiwatig ng boltahe na may rate ng kasalukuyang pagbabago, ang inductance ng isa ay nagpapahiwatig din ng isang boltahe, na kung saan ay tinatawag na mutual voltage M (di / dt). Ang mutual voltage na ito ay maaaring positibo o negatibo na lubos na maaasahan sa pisikal na konstruksyon ng coil at sa direksyon ng kasalukuyang.

DOT Convention

Ang Dot Convention ay isang mahalagang tool upang matukoy ang polarity ng boltahe na sapilitan. Tulad ng ipinahihiwatig ng pangalan, ang marka ng tuldok na nasa isang pabilog na hugis ay isang espesyal na simbolo na ginagamit sa dulo ng dalawang coil sa magkakasamang mga circuit. Nagbibigay din ang tuldok na ito ng impormasyon ng paikot-ikot na konstruksyon sa paligid ng magnetic core nito.

Sa circuit sa itaas, ipinakita ang dalawang magkakasamang inductor. Ang dalawang inductors na ito ay may mga self-inductance na L1 at L2.

Ang voltages V1 at V2 ay binuo sa mga inductors ay ang resulta ng kasalukuyang pagpasok sa mga inductors sa mga tuldok na terminal. Sa pag-aakalang ang magkasamang inductance ng dalawang inductors na iyon ay M, Ang sapilitan na boltahe ay maaaring makalkula gamit ang formula sa ibaba,

Para sa unang inductor L1, ang sapilitan na boltahe ay magiging -

V ₁ = L ₁ (di ₁ / dt) ± M (di ₂ / dt)

Ang parehong formula ay maaaring magamit para sa pagkalkula ng sapilitan boltahe ng pangalawang Inductor, V ₂ = L ₂ (di ₂ / dt) ± M (di ₁ / dt)

Samakatuwid, ang circuit ay naglalaman ng dalawang uri ng sapilitan boltahe, ang sapilitan boltahe dahil sa self-inductance at ang mutually sapilitan boltahe dahil sa kapwa inductance. Ang sapilitan na boltahe depende sa self-inductance ay kinakalkula gamit ang pormulang V = L (di / dt) na positibo, ngunit ang boltahe na sapilitan na maaaring isama o positibo depende sa paikot-ikot na konstruksyon pati na rin ang daloy ng kasalukuyang. Ang paggamit ng tuldok ay isang mahalagang parameter upang matukoy ang polarity ng boltahe na sapilitan na ito.

Sa isang magkabit na circuit kung saan ang dalawang mga terminal ay nabibilang sa dalawang magkakaibang mga coil at magkatulad na minarkahan ng mga tuldok, pagkatapos ay para sa parehong direksyon ng kasalukuyang kung saan na may kaugnayan sa tulad ng mga terminal, ang magnetic flux ng sarili at kapwa induction sa bawat likaw ay magkakasamang magdagdag.

Coefficient ng Coupling

Ang koepisyent ng pagkabit ng inductor ay isang mahalagang parameter para sa mga kaisa na circuit upang matukoy ang dami ng pagkabit sa pagitan ng mga inductively na magkabit na coil. Ang koepisyent ng pagkabit ay ipinahiwatig ng titik na K.

Ang pormula ng koepisyent ng pagkabit ay K = M / √L ₁ + L ₂ kung saan ang L1 ay ang self inductance ng unang coil at ang L2 ay ang self inductance ng pangalawang coil.

Dalawang inductively kaisa na mga circuit ay naka-link gamit ang magnetic flux. Kung ang buong pagkilos ng bagay ng isang inductor ay isinama o na-link ang iba pang inductor ay tinatawag na perpektong pagkabit. Sa panahon ng sitwasyong ito, ang K ay maaaring ipahayag bilang 1 na kung saan ay ang maikling form ng 100% pagkabit. Ang koepisyent ng pagkabit ay palaging mas mababa kaysa sa pagkakaisa at ang maximum na halaga ng koepisyent ng pagkabit ay maaaring maging 1 o 100%.

Ang mutual inductance ay lubos na maaasahan sa koepisyent ng pagkabit sa pagitan ng dalawang inductively na isinama coil circuit. Kung ang koepisyent ng pagkabit ay mas mataas kaya't ang pag-inductance ng isa ay magiging mas mataas, sa kabilang panig, kung ang koepisyent ng pagkabit ay nasa mas mababang halaga na lubos na babawasan ang inductance ng pareho sa circuit ng pagkabit. Ang koepisyent ng pagkabit ay hindi maaaring isang negatibong numero at wala itong mga pagpapakandili sa direksyon ng kasalukuyang nasa loob ng mga coil. Ang koepisyent ng pagkabit ay nakasalalay sa mga pangunahing materyales. Sa iron o ferit na pangunahing mga materyal ang coefficient ng pagkabit ay maaaring maging napakataas tulad ng 0.99 at para sa core ng hangin, maaari itong maging kasing baba ng 0.4 hanggang 0.8 depende sa puwang sa pagitan ng dalawang coil.

Inductor sa Kumbinasyon ng Serye

Ang mga inductor ay maaaring idagdag nang magkasama sa serye. Mayroong dalawang mga paraan upang ikonekta ang mga inductors sa serye, sa pamamagitan ng paggamit ng Aiding Method o sa pamamagitan ng paggamit ng Oposisyon na Paraan.

Sa imahe sa itaas, ipinapakita ang dalawang uri ng mga koneksyon sa serye. Para sa una sa kaliwang bahagi, ang mga inductor ay konektado sa serye ng Pamamaraan ng Pagtulong. Sa pamamaraang ito, ang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng dalawang mga inductor ay nasa parehong direksyon. Tulad ng kasalukuyang dumadaloy sa parehong direksyon, ang mga magnetic flux ng sarili at induction ng pareho ay magtatapos sa pag-link sa bawat isa at idagdag nang magkasama.

Samakatuwid, ang kabuuang inductance ay maaaring kalkulahin gamit ang formula sa ibaba-

L _eq = L ₁ + L ₂ + 2M

Kung saan, ang L _eq ay ang kabuuang katumbas na inductance at ang M ay ang magkasamang inductance.

Para sa tamang imahe, ipinakita ang Koneksyon ng Oposisyon. Sa ganitong kaso, ang kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng mga inductors ay nasa kabaligtaran na direksyon. Samakatuwid, ang kabuuang inductance ay maaaring kalkulahin gamit ang formula sa ibaba, L _eq = L ₁ + L ₂ - 2M

Kung saan, ang L _eq ay ang kabuuang katumbas na inductance at ang M ay ang magkasamang inductance.

Mga Inductor sa Parallel Combination

Kapareho ng kombinasyon ng inductor ng serye, ang parallel na kombinasyon ng dalawang inductors ay maaaring dalawang uri, sa pamamagitan ng paggamit ng aiding na pamamaraan at ng paggamit ng pamamaraang oposisyon.

Para sa Paraan ng Pagtulong, tulad ng nakikita sa kaliwang imahe, malinaw na ipinapakita ng dot Convention na ang kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng mga inductors ay nasa parehong direksyon. Upang makalkula ang kabuuang inductance, sa ibaba ang formula ay maaaring maging lubhang kapaki-pakinabang. Sa ganitong kaso, ang patlang na electromagnetic na sapilitan ng sarili sa dalawang coil ay nagbibigay-daan sa mutf induced emf.

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

Para sa Paraan ng Oposisyon, ang mga inductor ay konektado sa kahanay ng kabaligtaran na direksyon ng bawat isa. Sa ganitong kaso, ang mutual inductance ay lumilikha ng isang boltahe na sumasalungat sa self-induced EMF. Ang katumbas na inductance ng parallel circuit ay maaaring kalkulahin gamit ang nasa ibaba na formula-

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

Mga aplikasyon ng Inductor

Ang isa sa pinakamahusay na paggamit ng mga kaisa na inductor ay sa paglikha ng mga transformer. Ang isang transpormer ay gumagamit ng mga kaisa na inductor na nakabalot sa bakal o ferit na core. Ang isang perpektong transpormer ay may pagkawala ng zero at daang porsyento na mga koepisyent ng pagkabit. Maliban sa transpormer, ang mga kaisa na inductor ay ginagamit din sa sepic o flyback converter. Ito ay isang mahusay na pagpipilian upang ihiwalay ang pangunahing input sa pangalawang output ng supply ng kuryente sa pamamagitan ng paggamit ng kaakibat na inductor o mga transformer.

Bukod sa na kaisa inductors ay ginagamit din upang makagawa ng isang solong o doble na tuned circuit sa radio transmitting o pagtanggap ng circuit