3.1 Natura fizică a inductanței
Inductori au proprietatea de a furniza un curent alternativ reactanță cu puțină rezistență DC. Împreună cu condensatori sunt utilizate pentru a crea un filtru performante semnale electrice de selecție de frecvență, precum și pentru a crea un semnal de elemente de întârziere și elemente de stocare ale comunicării între conexiunile prin fluxul magnetic etc.
În contrast, rezistențe și condensatori, acestea nu sunt produse standardizate, și sunt fabricate în scopuri specifice și sunt astfel de parametri, care sunt necesare pentru transformarea anumitor semnale electrice, tensiuni și curenți.
Funcționarea bobine bazate pe interacțiunea dintre flux de curent și magnetice. Este cunoscut faptul că prin schimbarea fluxului magnetic F într-un conductor situat într-un câmp magnetic, forța electromotoare are loc, determină rata de schimbare a fluxului magnetic
Prin urmare, atunci când conectarea la conductorul de curent continuu de tensiune de curent în acesta nu este stabilit imediat, deoarece în momentul în care se schimbă fluxul magnetic din sârmă indusă forța electromotoare, care împiedică creșterea curentului, și după un timp, atunci când fluxul magnetic nu se mai schimbă.
În cazul în care conductorul este conectat la o sursă de tensiune de curent alternativ, curentul și fluxul magnetic variază în mod continuu și tensiunea electromotoare indusă în conductorul va interfera cu fluxul de curent alternativ, creșterea rezistenței la conductor echivalent.
Cu cât frecvența schimbării tensiunii aplicată conductorului, cu atât mai mare EMF induse în ea, prin urmare, cu atât mai mare rezistența oferită la conductorul de fluxul de curent. Această rezistență XL nu este asociată cu pierderea de energie, deci este reactivă. Când curent tensiune sinusoidală indus va fi egală cu
Este proporțională cu w frecvență. un coeficient de proporționalitate este inductanța L. Prin urmare, inductanța conductorului caracterizează capacitatea de a rezista curentului alternativ. Amploarea acestei rezistențe XL = wL
Inductanța unui conductor scurt (UH) este determinată de dimensiunile sale:
unde l - lungimea de sârmă, în cm,
d - diametrul firului în cm.
În cazul în care firul este înfășurat pe cadru, se formează bobina. În acest caz, fluxul magnetic este concentrat, iar valoarea crește inductanță.
3.2 Prezentare generală a inductoarelor
Inductorul este pliat în conductor izolat în spirală având o inductanță mare și o capacitate relativ scăzută și o rezistență scăzută a substanțelor active.
Inductor constă dintr-un singur nucleu, rareori irecuperabile, sârmă izolat înfășurat în jurul cadrului unui dielectric toroidal formă cilindrică sau dreptunghiulară, în conformitate cu figura 3.1, există, de asemenea, inductor frameless.
Winding este un singur strat (obișnuit și etapa) și multistrat (ordinare, vnaval, universal).
Pentru a mări inductanța utilizate miezuri din materiale feromagnetice: grăunți, permalloy, fier carbonil, feritele. Nuclee sunt de asemenea folosite pentru a schimba inductanța circuitelor de rezonanță într-un interval mic.
Valoarea inductanță a inductorului este proporțională cu dimensiunile liniare ale bobinei, pătratul numărului de spire de înfășurare și permeabilitatea magnetică a miezului și variază de la câteva zeci până la zeci microhenry rH.
Parametrii de bază includ pierderea inductor rezistență, factorul de calitate, coeficientul de temperatură de inductanță, site-ul capacitate.
inductori sunt utilizate pe scară largă ca elemente ale filtrului și circuite oscilatorii, transformatoare, inductoare ca relee, amplificatoare magnetice, electromagneți și altele.
Figura 3.1 - Bobine:
a) un singur strat cilindric;
b) toroidale cu mai multe straturi;
c) un miez cilindric;
d) un miez în formă de U;
d) o inductanță exemplara a unui toroid ceramic;
1 - înfășurare (conductor);
h - lungimea înfășurării;
d - diametrul înfășurării interioare;
D - un diametru de înfășurare exterior.
Solenoid - inductor făcut în forma rănii în jurul unui conductor izolat cadru cilindric prin care trece curentul electric. Solenoidul este un sistem de curent rotativ aceeași rază, având o axă comună, în conformitate cu 3.2 și cu model.
Figura 3.2 - Solenoidul și câmpul magnetic
În cazul în care se taie mental peste bobinele solenoid, indică direcția curentului în ele, așa cum sa menționat mai sus, și de a determina direcția liniilor de inducție magnetică de „regula dreapta“, câmpul magnetic în toate solenoid va avea aspectul așa cum se arată în figura 3.2-b.
Într-o axă infinit de lungă a solenoidului, pentru fiecare unitate de lungime n0 care este înfășurat în bobine, intensitatea câmpului electromagnetic este determinat prin formula:
În locul în care liniile magnetice sunt incluse în solenoid, se formează polul sud unde se află - polul nord.
Pentru a determina polii electrovalve sunt „regula dreapta“, aplicarea acesteia după cum urmează: în cazul în care un sfredel poziționat de-a lungul axei electrovalve și rotiți-l pe direcția curentului în spirele bobinei electromagnetice, mișcarea de translație a degetului mare va indica direcția câmpului magnetic, în conformitate cu figura 3.3.
Figura 3.3 - Aplicarea regulilor de degetul mare
Solenoidul interior, care este un miez de oțel (fier), conform figurii 3.4, se numește un electromagnet. Câmpul magnetic dintr-un electromagnet mai puternică decât cea a solenoidului, ca o bucată de oțel încorporat în solenoidul este magnetizat și câmpul magnetic rezultat este amplificat.
Polonezii de la un electromagnet poate fi determinată, precum și cu solenoid pe „regula dreapta.“
Figura 3.4 - Polii solenoidului
Fluxul magnetic al solenoidului (electromagnetul) este crescută odată cu creșterea numărului de rotații și curentul în acesta. de forța de magnetizare este independent al activității curente cu privire la numărul de înfășurări (numărul de amperi-spire).
Dacă, de exemplu, să ia solenoidul, curentul de înfășurare care trece 5A, iar numărul de spire, care este egal cu 150, numărul de amperi-spire va fi de 5 • 150 = 750. Același flux magnetic este obținută prin luarea 1500 se transformă și le transmite 0.5A curent, ca 0,5 • 750 = 1500 amper-spire.
Creșterea fluxului magnetic electromagnetic poate fi în următoarele moduri:
a) anexați miezul de fier într-un solenoid, transformând-o într-un electromagnet;
b) crește secțiunea transversală a miezului de oțel al electromagnetului (deoarece curentul de date, intensitatea câmpului magnetic și, prin urmare, o creștere a secțiunii de inducție magnetică ce conduce la creșterea fluxului magnetic);
c) reducerea întrefierului electromagnetului (deoarece rezistența magnetică) scade odată cu scăderea în calea aerului a liniilor magnetice.
Inductanța bobinei. Inductanța bobinei este exprimată după cum urmează:
unde V - volumul solenoidului.
Fără utilizarea materialului magnetic magnetic inducției magnetice B în interiorul bobinei este, de fapt, constant și este egală cu
unde μ0 - permeabilitatea în vid;
N - numărul de spire;
l - lungimea bobinei.
Neglijând efecte de margine la capetele solenoidului, descoperim că legătura de flux prin bobina B este egală cu densitatea de flux înmulțită cu aria secțiunii transversale S și numărul de spire N:
Din această formulă pentru bobina inductanță este echivalentă cu cele două formule anterioare
Solenoid DC. Dacă se utilizează o lungime solenoid mult mai mare decât diametrul său și material magnetic, atunci când un curent trece prin bobina în interiorul bobinei creează un câmp magnetic direcționat de-a lungul unei axe care este omogenă și constantă de curent egală în mărime
unde μ0 - permeabilitatea în vid;
n = N / l - numărul de spire pe unitatea de lungime;
I - curent în bobina.
Atunci când fluxurile de curent stochează bobina de energie egală cu munca pe care este necesar să se facă pentru a stabili fluxul de curent I. Valoarea acestei energii este
În cazul în care curentul în solenoid este o auto-inducție apare EMF, a cărei valoare este
AC solenoid. Atunci când bobina de curent alternativ generează un câmp magnetic alternativ. În cazul în care solenoidul este utilizat ca un electromagnet, magnitudinea AC a modificărilor forță atracție. În cazul armăturii de material magnetic de direcție forță de atracție nu se schimbă.
În cazul armăturii magnetice schimbări de direcție forță. Ac bobina are o impedanță complexă, din care componentul activ este determinată de rezistența înfășurării activă și componenta reactivă este determinată prin inductanța înfășurării.
Utilizarea solenoizi. cele mai multe dintre solenoizii DC sunt folosite ca un dispozitiv de acționare de putere incrementală. Spre deosebire de electromagneți convenționale oferă o mutare mare. Caracteristica de putere depinde de structura sistemului magnetic (miez și coajă), și poate fi aproape liniară. Solenoids Foarfece condus pentru tăierea biletul și controalele în registrul de numerar, urechile de blocare supape în motoarele, sistemele hidraulice și așa mai departe.