Tlmivky v sériových a sériových indukčných obvodoch

Tlmivky V Seriovych A Seriovych Indukcnych Obvodoch



Na zabezpečenie správneho fungovania akéhokoľvek obvodu sa používajú rôzne elektrické komponenty a zariadenia, ako sú kondenzátory, odpory a induktory. Každý z nich môže byť použitý na rôzne účely, induktory sa bežne používajú na zabránenie abnormálnym špičkám prúdu ukladaním energie v jeho magnetickom poli. Na pripojenie induktorov existujú primárne dve konfigurácie, jedna v sérii a druhá paralelne.

Obrys:

Induktor v sérii

Keď sú induktory zapojené do série, ekvivalentná indukčnosť je relatívne vyššia ako individuálna indukčnosť každého induktora. Pretože v sériovej konfigurácii bude napätie na každom z induktorov odlišné, zatiaľ čo prúd bude rovnaký naprieč každým induktorom, aby ste si prečítali viac o tom, ako zapojiť induktory do série. prečítajte si tento návod.

Tu je jednoduchý obvod, v ktorom sú induktory zapojené do série:









Ako je uvedené vyššie, prúd je v sérii rovnaký, takže môžeme povedať, že:







Teraz, na výpočet napätia na každom induktore, môžeme použiť nasledujúcu rovnicu:



Na výpočet celkového napätia teda spočítajte napätie na každom induktore:

Teraz možno rovnicu na výpočet napätia napísať ako:

Teraz môžeme rovnicu ďalej zjednodušiť, aby sme našli vzorec na výpočet ekvivalentnej indukčnosti:

Takže teraz rovnica pre ekvivalentný vzorec môže byť napísaná ako:

Príklad: Výpočet ekvivalentnej indukčnosti sériových tlmiviek

Zoberme si tri induktory zapojené do sériovej kombinácie s indukčnosťou 80 mH, 75 mH a 96 mH. Nájdite ekvivalentnú indukčnosť induktorov zapojených do série.

Nájdenie ekvivalentnej indukčnosti pomocou:

Magneticky viazané induktory v sérii

Keď sa magnetické pole jedného induktora spája s magnetickým poľom druhého induktora v sériovej kombinácii, často sa to označuje ako magnetická väzba alebo vzájomná indukčnosť medzi dvoma induktormi. Takže v takom prípade je potrebné brať do úvahy vzájomnú indukčnosť pri výpočte ekvivalentnej indukčnosti obvodu. Ďalej sú vzájomne spojené induktory rozdelené do dvoch konfigurácií, a to:

  • Kumulatívne spojené alebo sériové pomocné induktory
  • Diferenciálne viazané alebo sériové protichodné tlmivky

Kumulatívne spojené alebo sériové pomocné induktory

Keď je smer prúdu prechádzajúceho oboma vzájomne spojenými sériovými kombinovanými induktormi rovnaký, znamená to, že existujú pomocné induktory:

Zvyčajne sa na znázornenie tejto konfigurácie používa bodová konvencia a na pomoc pri konfigurácii sú bodky na rovnakých stranách induktorov v sérii:

Tu je M vzájomná indukčnosť medzi dvoma cievkami, takže na výpočet ekvivalentnej indukčnosti sériovej kombinácie induktorov je potrebné zvážiť vzájomnú indukčnosť. EMF induktorov možno vypočítať ako:

Teraz bude celkový EMF pre cievku:

Uvedením hodnôt pre EMF pre každú cievku dostaneme:

Teraz pri ďalšom zjednodušení rovnice dostaneme nasledovné:

Takže teraz rovnica pre ekvivalentnú indukčnosť bude:

Tu je 2M vzájomná indukčnosť medzi cievkami v obvode, čo je účinok, ktorý majú obe cievky na seba.

Príklad 1: Výpočet ekvivalentnej indukčnosti sériovo podporovaných induktorov

Dve tlmivky s indukčnosťou 50 mH a 30 mH sú zapojené do série, vzájomná indukčnosť medzi nimi je 5 mH, keď je smer prúdu pre obe cievky rovnaký.

Na výpočet ekvivalentnej indukčnosti je uvedená rovnica:

Teraz umiestnením hodnôt dostaneme:

Príklad 2: Výpočet vzájomnej indukčnosti sériovo podporovaných induktorov

Ak je indukčnosť dvoch cievok zapojených do série 40 mH a 80 mH a ekvivalentná indukčnosť je 150 mH. Hodnota vzájomnej indukčnosti nie je známa, takže ak sériové induktory pomáhajú (prúd v rovnakom smere), potom:

Teraz umiestnením hodnôt do vyššie uvedenej rovnice dostaneme:

Vzájomná indukčnosť medzi oboma cievkami je 15 mH.

Diferenciálne spojené alebo sériové protiľahlé induktory

Keď je prúd prechádzajúci cievkou rovnaký, ale smer prúdu v oboch cievkach je opačný, potom sa induktory považujú za opačné:

Zvyčajne sa na znázornenie tejto konfigurácie používa bodová konvencia a pre opačnú konfiguráciu sú bodky na protiľahlých stranách induktorov v sérii:

Tu je M vzájomná indukčnosť medzi dvoma cievkami, takže na výpočet ekvivalentnej indukčnosti sériovej kombinácie induktorov je potrebné zvážiť vzájomnú indukčnosť. EMF induktorov možno vypočítať ako:

Teraz bude celkový EMF pre cievku:

Uvedením hodnôt pre EMF pre každú cievku dostaneme:

Teraz pri ďalšom zjednodušení rovnice dostaneme nasledovné:

Takže teraz rovnica pre ekvivalentnú indukčnosť bude:

Tu je 2M vzájomná indukčnosť medzi cievkami v obvode a je to účinok, ktorý majú cievky na seba.

Príklad 1: Výpočet ekvivalentnej indukčnosti sériovo protiľahlých induktorov

Dva induktory zapojené do série majú indukčnosť 20 mH a 60 mH so vzájomnou indukčnosťou 10 mH. Na výpočet ekvivalentnej indukčnosti je uvedená rovnica:

Teraz umiestnite hodnoty pre indukčnosť a vzájomnú indukčnosť

Príklad 2: Výpočet vzájomnej indukčnosti sériovo protiľahlých induktorov

Ak je indukčnosť dvoch cievok zapojených do série 50 mH a 60 mH a ekvivalentná indukčnosť je 100 mH. Hodnota vzájomnej indukčnosti nie je známa, takže ak sú sériové induktory protichodné, potom:

Teraz umiestnením hodnôt do vyššie uvedenej rovnice dostaneme:

Vzájomná indukčnosť medzi oboma cievkami je 5 mH.

Záver

V sériovej kombinácii majú induktory ekvivalentnú indukčnosť vyššiu ako individuálna indukčnosť v obvode. Okrem toho je sériová konfigurácia ďalej rozdelená na dve konfigurácie, jedna je, keď obe majú rovnaký smer prúdu a druhá je, keď je smer prúdu opačný. Ak chcete vypočítať ekvivalentnú indukčnosť v sérii, stačí sčítať všetky jednotlivé indukčnosti.

Pri vzájomne viazaných indikátoroch spočítajte individuálnu indukčnosť, ako aj sčítajte alebo odčítajte dvojnásobok vzájomnej indukčnosti v závislosti od smeru prúdu.