Mfumo wa Kipengele na Mfumo wa Pembeni wa Indaktori (Fomula & Misaliani ya Mifano)

Champu: Maelezo ya Kifupi kuhusu Umeme

China

Nini ni Indaktori?

Indaktori (ambaliyo kutambulika kama elektro-indaktori) unadefined kama kitufe chenye viungo viwili kitufe cha umma cha umeme ambacho hinakusanya nguvu katika aina ya ukame wa umeme wakati kurejeshwa kwa umeme unaelekea nje yake. Inatafsiriwa pia kama mfuko, chokes, au reactor.

Indaktori ni mfuko wa mamba tu. Mara nyingi una na mfuko wa matabilu ya kupitisha umeme, mara nyingi ni mamba ya kupitisha umeme yenye kifugaji, imefungwa kwenye msingi wa chuma cha plastiki au chuma cha ferromagnetiki; hivyo, inatafsiriwa kama indaktori wa msingi wa chuma.

Indaktori zinazopatikana zinazozipata katika uzito wa 1 µH (10-6 H) hadi 20 H. Wengi wa indaktori hawana msingi wa ukame wa umeme wa ferrite au chuma ndani ya mfuko, ambao unatumika kuongeza ukame wa umeme na hivyo inductance ya indaktori.

Kulingana na Sheria ya Faraday ya induksi ya elektromagnetiki, wakati kurejeshwa kwa umeme kinabadilika katika indaktori au mfuko, ukame wa umeme unaundwa na electromotive force (EMF) au voltage. Voltage au EMF iliyoundwa kwenye indaktori ni moja kwa moja kulingana na haraka ya mabadiliko ya kurejeshwa kwa umeme kilichofika kwenye indaktori.

Ungazaji (L) ni sifa ya inductor ambayo huweka mkono dhidi ya mabadiliko yoyote kwenye ukubwa au mwendo wa umeme unaofikia nje yake. Ingawa inductor anaweza kupanda, hii ni uwezo mkubwa wa kukua nishati ya umeme kwa aina ya magnetic field.

Jinsi Inductors Hufanya Kazi?

Inductor katika circuit hukataa mabadiliko katika mzunguko wa umeme kwa kutengeneza voltage yenye uwiano na kiwango cha mabadiliko ya mzunguko wa umeme. Kuelewa jinsi inductor hufanya kazi katika circuit, tafakari picha inayoelezwa chini.

Kama ilivyoelezwa, taa, mchumo wa mamba (inductor), na switch zimeunganishwa na battery. Ikiwa tutatengeneze inductor kutoka kwenye circuit, taa italala kwa utaratibu. Na inductor, circuit huchangia tofauti kabisa.

Inductor au mchumo una upinzani mdogo sana upinzani kulingana na taa, kwa hiyo wakati switch unafunguliwa, umeme unaweza kuanza kusafiri kwa mchumo kwa sababu ana njia ya upinzani ndogo. Kwa hiyo, tunatumaini taa italala kidogo tu.

Lakini kutokana na tabia ya inductor katika circuit, wakati tunafunga switch, taa hulala nguvu na baada ya hilo hutumika kidogo, na wakati tunafungua switch, taa hulala nguvu sana na baada ya hilo hutumika haraka.

Sababu ni, wakati voltage au potential difference inapatikana katika inductor, umeme unaofikia inductor hunanipatia magnetic field. Magnetic field hii tena huchangia umeme induced katika inductor lakini kwa polarity tofauti, kulingana na Lenz's law.

Umeme induced kwa sababu ya magnetic field ya inductor hujaribu kuzuia mabadiliko yoyote, ongezeko au uzio, wa umeme. Mara tu magnetic field imeundwa, umeme unaweza kusafiri kwa utaratibu.

Sasa, wakati switch unafunguliwa, magnetic field katika inductor hukudhibiti umeme unaofikia inductor hadi magnetic field hutokea. Umeme huu huchangia taa kulala kwa muda fulani hata wakati switch unafunguka.

Kwa maneno mengine, inductor unaweza kukua nishati kwa aina ya magnetic field na anajaribu kuzuia mabadiliko yoyote katika umeme unaofikia nje yake. Kwa hiyo, matokeo kamili ni kwamba umeme katika inductor hawezi kubadilika mara moja.

Alama ya Circuit ya Inductor

Alama ya schematic circuit ya inductor inaelezwa katika picha chini.

Maelezo ya Indaktori

Voltage juu ya Indaktori

Voltage juu ya indaktori ni kwa kiasi kibadiliko cha umeme unaoenda kwenye indaktori. Kwa hisabati, voltage juu ya indaktori inaweza kutafsiriwa kama,

$\begin{align*} v_L = L \frac{di_L}{dt} \end{align*}$

ambapo, $v_L$ = Voltage moja kwa moja juu ya indaktori katika Volts,

$L$ = Induktansi katika Henry,

$\frac{di_L}{dt}$ = Kiwango cha kibadiliko cha umeme katika amperi kwa sekunde

Umoja wa mpano juu ya chumvi unafanana na nishati iliyohifadhiwa katika maeneo ya magnetic ya chumvi.

Ikiwa kutokana na umeme wa d.c. unaenda kupitia chumvi $\frac{di_L}{dt}$ hufika sifuri kama umeme wa d.c. ni wa kawaida kabisa kwa muda. Kwa hiyo, umoja wa mpano juu ya chumvi hufika sifuri. Hivyo basi, kwa asili ya viwango vya d.c., katika hali ya utaratibu, chumvi linaweza kama mzunguko mfupi.

Umeme Unaoenda Pamoja na Chumvi

Tunaweza kutaja umeme unaoenda pamoja na chumvi kwa kutumia umoja wa mpano juu ulioambatana naye kama

$\begin{align*} i_L = \frac{1}{L} \int v_L dt \end{align*}$

Katika taarifa ya juu, mipaka ya integretion yameamriwa kwa kutathmini historia ya zamani au masharti ya mwanzo kama vile kutoka $-\infty \,\, to \,\, t(0^-)$ .

Sasa, kwa kuamini kwamba tukio la switch linafanyika t=0, hiyo inamaanisha kuwa switch imefungwa t=0. Tuna taarifa ya umeme unaoenda pamoja na chumvi kama,

$\begin{align*} i_L = \frac{1}{L} \int v_L dt \end{align*}$

Tunaweza kugawanya mipaka ya integari kwa viwango vitatu kama $-\infty \,\, to \,\, 0$ na $0 \,\, to \,\,t$ . tunajua kuwa $0^-$ ni wakati huku tu kabla ya kutumia kitufe cha kubadilisha, wakati $0^+$ ni wakati huku tu baada ya kutumia kitufe cha kubadilisha. Hivyo basi, tunaweza kuandika

$\begin{align*} i_L = \frac{1}{L} \int_{-\infty}^{t} v_L dt \end{align*}$

Hivyo basi,

$\begin{align*} i_L = \frac{1}{L} \int_{-\infty}^{0^-} v_L dt + \frac{1}{L} \int_{0^-}^{t} v_L dt \end{align*}$

Hapa, maneno $\frac{1}{L} \int_{-\infty}^{0^-} v_L dt$ inaelezele uhakika ya mzunguko wa umeme katika kipindi cha historia ambacho ni mwanzo tu wa $i_L$ . Tuchukulie hiyo kuwa $i_L(0^-)$ .

$\begin{align*} i_L = i_L(0^-) + \frac{1}{L} \int_{0^-}^{t} v_L dt \end{align*}$

Katika $t=0^+$ , tunaweza kuandika,

$\begin{align*} i_L (0^+)= i_L(0^-) + \frac{1}{L} \int_{0^-}^{0^+} v_L dt \end{align*}$

Tunapotaka kuanzia kuwa tukio la kubadilisha kitumaini litokee wakati wa sifuri. Kwa hivyo, usambazaji kutoka $0^-$ hadi $0^+$ ni sifuri.

Kwa hiyo,

$\begin{align*} i_L(0^-) = i_L(0^+) \end{align*}$

Hivyo, ampereshi ya kuchelewesha katika inductor haawezi kubadilika mara moja. Hiyo inamaanisha ampereshi ya kuchelewesha katika inductor kabla na baada ya tukio la kubadilisha kitumaini ni sawa.

Inductor t=0

Kitambaa kwenye $t = 0$ , yaani, wakati wa kutumia kitambaa juu ya kitambaa, ni kamili $\infty$ kama muda $dt$ ni sifuri. Kwa hivyo, wakati wa kutumia kitambaa linajihisi kama chanzo cha vifungo. Hata hivyo, katika hali ya usawa wa muda kwenye $t = \infty$ linalikuwa kama chanzo cha vifungo.

Ikiwa kitambaa kina umeme wa awali I0 kabla ya kutumia, basi moja kwa moja $t=0^+$ linajihisi kama chanzo cha umeme wa thamani $I_0$ , hata hivyo, katika hali ya usawa wa muda kwenye $t=\infty$ , linalikuwa kama chanzo cha vifungo kwenye chanzo cha umeme.

Kitambaa zilizozunguka na zilizopanana

Mfumo wa inductors wenye kufanana na resistors wakifanikiwa kuunganishwa kwa mfululizo na upande. Tafakari kuhusu vitu viwili vya coils vilivyotumika katika self-inductance $L_1$ na $L_2$ tofauti. Hebu M itumike kama inductive ya pamoja kati ya coils hizi.

Inductors miwili katika mzunguko wa umeme wanaweza kuunganishwa kwa njia mbalimbali zinazotoa thamani za inductance tofauti kama ilivyotajwa chini.

Formuli ya Inductors wenye kuunganishwa kwa mfululizo

Jinsi ya kuongeza inductors kwa mfululizo

Tafakari kuhusu mzunguko unaopungua inayejumuisha inductors miwili wenye kuunganishwa kwa mfululizo. Kuna njia mbili za kuunganisha inductors kwa mfululizo.

Kwa njia ya kwanza, fluxes zinazotengenezwa na inductors zinaenda kwenye mti tofauti. Hivyo basi, inductors hizi hutajwa kuunganishwa kwa mfululizo au kwa njia moja.
Kwa njia ya pili, ikiwa unapokataa current katika inductor nyingine ili fluxes zinazotengenezwa na inductors zikae kinyume, basi inductors hizi hutajwa kuunganishwa kwa mfululizo kinyume au kwa njia mbili.

Hakikini inductansi ya kendi ya inductor 1 kuwa $L_1$ na ya inductor 2 kuwa $L_2$ . Mada inductor zote mbili zimeunganishwa na mutual inductance M.

Unganisho wa Series-aiding (Cumulative) (emf yenye uwezo wa kusaidia yanafsaidia emf za kudumu)

Inductor zote mbili au mawimbi zimeunganishwa kwa njia ya series-aiding au cumulative, kama inavyoelezwa katika picha chini.

Katika unganisho huu, flux za kendi na za wito wa inductor zote mbili zinaendelea kwenye mwendo mmoja; kwa hiyo, emf za kudumu na za wito zinastahimili kwenye mwendo mmoja.

Kwa hiyo,

Emf zenye kudumu katika inductor 1, $e_s_1 = -L_1\frac{di}{dt}$
Emf zenye uwezo wa kusaidia katika inductor 1, $e_m_1 = -M\frac{di}{dt}$
Emf zenye kudumu katika inductor 2, $e_s_2 = -L_2\frac{di}{dt}$
Upepo wa kutokana kwa wazi katika mgongoni 1, $e_m_2 = -M\frac{di}{dt}$

Upepo mzima wa kutokana kwa wazi katika mzunguko,

$\begin{align*} e=-(L_1\frac{di}{dt}+M\frac{di}{dt}+L_2\frac{di}{dt}+M\frac{di}{dt}) \end{align*}$

(1) $\begin{equation*} e = -(L_1+L_2+2M) \frac{di}{dt} \end{equation*}$

Ikiwa $L_eq$ ni inductance sawa ya mgongoni mawili katika mzunguko wa kuongeza, upepo wa kutokana kwa wazi katika mzunguko unaweza kupata kwa njia ya,

(2) $\begin{equation*} e = -L_e_q_. \frac{di}{dt} \end{equation*}$

Kulinganisha taarifa (1) na (2), tunapata,

(3) $\begin{equation*} L_e_q_. = L_1 + L_2 + 2M \end{equation*}$

Tumia maelezo yaliyomo katika mwisho wa hesabu hii inayotumia kwenye matumizi ya inductance tofauti za vitunguu vya series vilivyowezekana au vya coils.

Ikiwa hakuna inductance ya kuzinduliwa kati ya vitunguu viwili (kama vile M = 0), basi,

$\begin{align*} L_e_q_. = L_1 + L_2 \end{align*}$

Uunganishaji wa Series Opposition (Differential) (emf iliyozinduliwa kwa wito unasimamia emf zilizozinduliwa kwa jiko)

Angalia mkondo unaopungua vitunguu vya inductors vilivyowezekana vya coils vilivyounganishwa kwa series ambavyo umeme uliohitaji kutokana na vitunguu viwili huweka upinzani, kama inavyoonekana chini.

Kwa sababu ya umeme kuwa na upinzani, ishara ya emf iliyozinduliwa kwa wito itakuwa mbadala na za emf zilizozinduliwa kwa jiko. Basi,

Emf iliyozinduliwa kwa jiko kwenye inductor 1, $e_s_1 = -L_1\frac{di}{dt}$
Upepo wenye kuvutia wakati wa inductor 1, $e_m_1 = +M\frac{di}{dt}$
Upepo wenye kuvutia mwenyewe wa inductor 2, $e_s_2 = -L_2\frac{di}{dt}$
Upepo wenye kuvutia wakati wa inductor 1, $e_m_2 = +M\frac{di}{dt}$

Jumla ya upepo wenye kuvutia katika tofauti,

$\begin{align*} e=-(L_1\frac{di}{dt}-M\frac{di}{dt}+L_2\frac{di}{dt}-M\frac{di}{dt}) \end{align*}$

(4) $\begin{equation*} e = -(L_1+L_2-2M) \frac{di}{dt} \end{equation*}$

Ikiwa $L_e_q$ ni induktansi sawa wa inductors mbili katika mtazamo wa mfululizo wa mfululizo, upepo wenye kuvutia katika tofauti anaweza kupata kwa njia ya,

(5) $\begin{equation*} e = -L_e_q_. \frac{di}{dt} \end{equation*}$

Kulingana na mizizi (4) na (5), tunapata,

(6) $\begin{equation*} L_e_q_. = L_1 + L_2 - 2 M \end{equation*}$

Mizizi hii inatoa induktansi sawa ya viwango vya pili vilivyotambuliwa kwa mfululizo au usambazaji tofauti.

Ikiwa hakuna induktansi ya pamoja kati ya vibao vya pili (kama vile, M = 0), basi,

$\begin{align*} L_e_q_. = L_1 + L_2 \end{align*}$

Misali 1

Vibao vya pili vina induktansi za chini ya 10 mH na 15 mH na induktansi ya pamoja kati yao ni 10 mH. Pata induktansi sawa wakati wanatumika kwa mfululizo wa kuongeza.

Suluhu:

Data iliyotolewa: L1 = 10 mH, L2 = 15 mH na M = 10 mH

Kulingana na fomula ya uunganisho wa mfululizo unaosaidiana,

$\begin{align*} \begin{split} & L_e_q_. = L_1 + L_2 + 2M \\ & = 10 + 15 + 2(10) \\ & = 10 + 15 + 20 \\ & L_e_q_. = 45\,\,mH \end{split} \end{align*}$

Kwa hiyo, kwa kutumia fomula, tunapata inductance ya sawa 45 mH wakati yanapounganishwa kwa njia ya mfululizo unaosaidiana.

Mfano 2

Pulushe mbili zina inductance yao mwenyewe ya 10 mH na 15 mH na inductance ya pamoja kati ya pulushe hizi ni 10 mH. Tafuta inductance ya sawa wakati yanapounganishwa kwa njia ya mfululizo inayopinzana.

Suluhu:

Data iliyotolewa: L1 = 10 mH, L2 = 15 mH na M = 10 mH

Kulingana na fomula ya uunganisho wa mfululizo unaopinzana,

$\begin{align*} \begin{split} & L_e_q_. = L_1 + L_2 - 2M \\ & = 10 + 15 - 2(10) \\ & = 10 + 15 - 20 \\ & = 25 - 20 \\ & L_e_q_. = 5\,\,mH \end{split} \end{align*}$

Kwa kutumia maelezo, tunapata ukubwa wa induktansi sawa na 5 mH wakati wanahusishwa kwenye mfululizo unaochunguza.

Formula ya Induktansi za Pamoja

Jinsi ya kuongeza induktansi pamoja

Induktansi mbili zinaweza kuhusishwa pamoja kwa njia ambayo

EMF yenye kuhusisha moja kwa moja inasaidia EMF zenye kujitengeneza, hii ni, uhusiano wa kuongeza pamoja
EMF yenye kuhusisha moja kwa moja inachukua EMF zenye kujitengeneza, hii ni, uhusiano wa kuongeza kwa upinzani

Uhusiano wa Kuongeza Pamoja (Cumulative) (EMF yenye kuhusisha moja kwa moja inasaidia EMF zenye kujitengeneza)

Wakati induktansi mbili zinahusishwa pamoja kwa njia ya kuongeza, EMF yenye kuhusisha moja kwa moja inasaidia EMF zenye kujitengeneza kama inavyoonyeshwa katika mfano chini.

Tutaamini ikiwa i1 na i2 ni mawimbi yanayofika kupitia induktansi L1 na L2 na I ni mawimbi yote.

Kwa hiyo,

(7) $\begin{equation*} i = i_1 + i_2 \end{equation*}$

Kwa hivyo,

(8) $\begin{equation*} \frac{di}{dt} = \frac{di_1}{dt} + \frac{di_2}{dt} \end{equation*}$

Katika kila inductor, itakuwa na EMF mbili zilizotengenezwa. Moja kutokana na self-induction na nyingine kutokana na mutual induction.

Tangu inductors zinazojulikana zinajumuishwa kwa parallel, EMFs zinazozingatia ni sawa.

Kwa hivyo,

(9) $\begin{equation*} L_1 \frac{di_1}{dt} + M \frac{di_2}{dt} = L_2 \frac{di_2}{dt} + M \frac{di_1}{dt} \end{equation*}$

$\begin{align*} L_1 \frac{di_1}{dt} - M \frac{di_1}{dt} = L_2 \frac{di_2}{dt} - M \frac{di_2}{dt} \end{align*}$

$\begin{align*} \frac{di_1}{dt} (L_1 - M) = \frac{di_2}{dt} (L_2 - M) \end{align*}$

(10) $\begin{equation*} \frac{di_1}{dt} = (\frac{L_2 - M}{L_1 - M}) \frac{di_2}{dt} \end{equation*}$

Sasa, ingiza mifano ya (9) kwenye mifano ya (8), tunapata,

$\begin{align*} \frac{di}{dt} = (\frac{L_2 - M}{L_1 - M}) \frac{di_2}{dt} + \frac{di_2}{dt} \end{align*}$

(11) $\begin{equation*} \frac{di}{dt} = (1 + \frac{L_2 - M}{L_1 - M}) + \frac{di_2}{dt} \end{equation*}$

Ikiwa $L_e_q.$ ni inductance sawa ya mawili yaliyopigana kwa upana, moto uliyoundwa ndani yake utakuwa

(12) $\begin{equation*} e = L_e_q_. \frac{di}{dt} \end{equation*}$

Hii ni sawa na moto uliyoundwa katika mtandao mmoja tu ambaye ni

$\begin{align*} L_e_q_. \frac{di}{dt} = L_1 \frac{di_1}{dt} + M \frac{di_2}{dt} \end{align*}$

(13) $\begin{equation*} \frac{di}{dt} = \frac{1}{L_e_q_.} [L_1 \frac{di_1}{dt} + M \frac{di_2}{dt}] \end{equation*}$

Weka thamani ya $\frac{di_1}{dt}$ kutoka maelezo (10) kwenye maelezo (13), tunapata,

$\begin{align*} \frac{di}{dt} = \frac{1}{L_e_q_.} [L_1 (\frac{L_2 - M}{L_1 - M}) \frac{di_2}{dt} + M \frac{di_2}{dt}] \end{align*}$

(14) $\begin{equation*} \frac{di}{dt} = \frac{1}{L_e_q_.} [L_1 (\frac{L_2 - M}{L_1 - M}) + M] \frac{di_2}{dt} \end{equation*}$

Sasa, kulinganisha maelezo (11) na maelezo (14),

$\begin{align*} 1+(\frac{L_2 - M}{L_1 - M}) \frac{di_2}{dt} = \frac{1}{L_e_q_.}[L_1 (\frac{L_2 - M}{L_1 - M}) + M]\frac{di_2}{dt} \end{align*}$

$\begin{align*} \frac{L_1+L_2 - 2M}{L_1 - M} = \frac{1}{L_e_q_.} [\frac{L_1L_2- L_1M+L_1M - M^2}{L_1 - M}] \end{align*}$

$\begin{align*} \frac{L_1+L_2 - 2M}{L_1 - M} = \frac{1}{L_e_q_.} [\frac{L_1L_2 - M^2}{L_1 - M}] \end{align*}$

(15) $\begin{equation*} L_e_q_. = \frac{L_1L_2 - M^2}{L_1+L_2 - 2M} \end{equation*}$

Tumaini ya mwisho hii inatoa uwezo wa kufanya inductance sawa wa pembeni wa mifano miwili yaliyokuwa na uhusiano wa kusaidia au kuchanganya.

Ikiwa hakuna uhusiano wa kinyume kati ya pembeni miwili (kama vile, M = 0), basi,

$\begin{align*} L_e_q_. = \frac{L_1L_2 - (0)^2}{L_1+L_2-2(0)} = \frac{L_1L_2}{L_1+L_2} = \frac{product}{sum} \end{align*}$

Uhusiano wa Pamoja Kinyume (Differential) (mfumo wa umeme ulioungwa kwa kutofautiana unapigana na EMF zilizoungwa mwenyewe)

Wakati viungo vya inductance viwili vilivyovunjika vimeunganishwa kwa kinyume, mfumo wa umeme ulioungwa kwa kutofautiana unapigana na EMF zilizoungwa mwenyewe.

Kama ilivyoelezea picha chini, viungo vya inductance viwili vilivyovunjika vimeunganishwa kwa kinyume au tofautianani.

Kwa njia ya kubadilisha uhusiano wa pamoja kusaidia, inaweza kuonyeshwa,

(16) $\begin{equation*} L_e_q_. = \frac{L_1L_2 - M^2}{L_1+L_2 + 2M} \end{equation*}$

Maelezo yaliyomo katika hesabu hii huonyesha inductance yenye usawa wa viungo viwili vilivyovunjika vilivyoundanishwa kwa kinyume au tofautianani.

Ikiwa hakuna inductance ya kijamii kati ya viungo viwili (kama vile, M = 0), basi,

$\begin{align*} L_e_q_. = \frac{L_1L_2 - (0)^2}{L_1+L_2+2(0)} = \frac{L_1L_2}{L_1+L_2} = \frac{product}{sum} \end{align*}$

Misali 1

Viwango vya inductors viwili vilivyovilikiwa ni 5 mH na 10 mH na mutual inductance kati yao ni 5 mH. Pata inductance tofauti wakati wanajulikana parallel aiding.

Utaratibu:

Data iliyotolewa: L1 = 5 mH, L2 = 10 mH na M = 5 mH

Kulingana na formula ya parallel aiding,

$\begin{align*} \begin{split} & L_e_q_. = \frac{L_1 L_2 - M^2}{L_1 + L_2 - 2M}.... if \,\, fluxes \,\, aid \\ & = \frac{5 * 10 - (5)^2}{5 + 10 - 2(5)} \\ & = \frac{50 - 25}{15 - 10} \\ & = \frac{25}{5} \\ & L_e_q_. = 5\,\,mH \end{split} \end{align*}$

Basi, kutumia equation, tunapata inductance tofauti 5 mH wakati wanajulikana parallel aiding.

Misali 2

Induktari mbili zina inductance za wao mwenyewe za 5 mH na 10 mH na inductance ya pamoja kati yao ni 5 mH. Kupata inductance sawa wakati yanapounganishwa katika sambamba kinyume.

Suluhisho:

Data iliyotolewa: L1 = 5 mH, L2 = 10 mH na M = 5 mH

Kulingana na fomula ya sambamba kinyume,

$\begin{align*} \begin{split} & L_e_q_. = \frac{L_1 L_2 - M^2}{L_1 + L_2 + 2M}.... if \,\, fluxes \,\, oppose \\ & = \frac{5 * 10 - (5)^2}{5 + 10 + 2(5)} \\ & = \frac{50 - 25}{15 + 10} \\ & = \frac{25}{25} \\ & L_e_q_. = 1\,\,mH \end{split} \end{align*}$

Kwa hiyo, kwa kutumia equation, tunapata inductance sawa ya 1 mH wakati yanaposambandikwa kinyume sambamba.

Unganisha Induktari

Wakati uwanja wa umagneti wa induktari moja (coil) unakata au kuunganisha mzunguko wa induktari jirani lingine, huaminiwa kwamba viwango viwili vinawekwa kwa njia ya umagneti. Kutokana na kuunganishwa kwa induktari au coils, inductance ya pamoja inapoexisti kati ya coils mbili.

Katika mzunguko uliowekwa pamoja, usafirishaji wa nishati hutokea kutoka mzunguko mmoja kwenda mwingine wakati wowote mzunguko umewezeshwa. Transformer wa mzunguko mawili, autotransformer, na induction motor ni mifano ya induktari au coils, au mzunguko uliowekwa kwa njia ya umagneti.

Tafakari kwenye magamba miwili yenye umagano wa mwelekeo wa mkuu au magamba 1 na 2 wenye induktansi L1 na L2 kwa hivyo. Hebu M iwe umagano wa mkuu kati ya magamba miwili.

Matokeo ya umagano wa mkuu ni kuongeza (L1 + M na L2 + M) au kupunguza (L1 – M na L2 – M) induktansi ya magamba miwili, hii inategemea uundo wa magamba miwili au induktorsi.

Wakati magamba miwili yameunganishwa kwa njia ambayo mfululizo wao unaweza kukusaidia, basi induktansi ya kila mgamba inaongezeka kwa M, yaani, inakuwa L1 + M kwa mgamba 1 na L2 + M kwa mgamba 2. Kwa sababu mfululizo kamili unaounganisha kila mgamba unawezekana kuwa zaidi ya mfululizo wake mwenyewe.
Wakati magamba miwili yameunganishwa kwa njia ambayo mfululizo wao unaweza kuzitengeneza, basi induktansi ya kila mgamba inapunguzika kwa M, yaani, inakuwa L1 – M kwa mgamba 1 na L2 – M kwa mgamba 2. Kwa sababu mfululizo kamili unaounganisha kila mgamba unawezekana kuwa chache kuliko mfululizo wake mwenyewe.

Mfumo wa Umagano wa Mkuu

Tunajua kuwa maono yoyote ya current katika mgamba moja huhamishwa kwa kutengeneza mfumo wa e.m.f. wa mkuu katika mgamba wa pili.

Umagano wa mkuu unatumika kama uwezo wa mgamba moja (au mfumo) kujenga e.m.f. katika mgamba karibu (au mfumo) kwa hisia wakati current katika mgamba ya kwanza hupata maono.

Kwa maneno mengine, sifa za magamba miwili ambazo kila moja yakijihisi kushindwa kwa maono yoyote ya current inayoflow katika nyingine itatumiwa kama umagano wa mkuu kati ya magamba miwili. Hii shindano hutokea kwa sababu maono yoyote ya current katika mgamba moja hutengeneza e.m.f. wa mkuu katika mgamba nyingine ambayo kushindwa maono yoyote ya current katika mgamba ya kwanza.

Umagano wa mkuu (M) unaweza kutumika kama mfululizo wa mgamba kwa kitufe cha current katika mgamba nyingine.

Kwa njia ya hisabati,

$\begin{align*} M = \frac{N_2 \phi_1_2}{I_1} \end{align*}$

Hapa,

$I_1$ = Umeme katika koyla ya kwanza

$\phi_1_2$ = Flux unaoelekea koyla ya pili

$N_2$ = Idadi ya miguu kwenye koyla ya pili

Unganisho wa indukta kati ya koyla mbili ni henri moja ikiwa umeme unavyobadilika kwa kiwango cha ampere moja kila sekunde katika koyla moja inaundesha d.m.k. ya vokiti moja kwenye koyla nyingine.

Ushirikiano wa Kupunguza

Ushirikiano wa kupunguza (k) kati ya koyla mbili unatumika kama sehemu ya magnetic flux uliohitimu kutokana na umeme katika koyla moja unayoelekea koyla nyingine.

Koefisi ya uunganisho ni parameta muhimu kwa mifano ya uunganisho wa sirkuti ili kupata idadi ya uunganisho kati ya vikoa vilivyounganishwa na maghari.

Kwa njia ya hisabati, koefisi ya uunganisho unaweza kutafsiriwa kama,

$\begin{align*} k = \frac{M}{\sqrt{L_1L_2}} \end{align*}$

Hapa,

L1 ni umuhimu wao mwenyewe wa maghari cha kwanza

L2 ni umuhimu wao mwenyewe wa maghari cha pili

M ni umuhimu wa uunganisho kati ya maghari mbili

Koefisi ya uunganisho unategemea umuhimu wa uunganisho kati ya maghari mbili. Ikiwa koefisi wa uunganisho unapanda, basi umuhimu wa uunganisho utapanda. Maghari mbili vilivyounganishwa kwa njia ya uunganisho huunganishwa kwa kutumia mzunguko wa magnetic flux.

Wakati mzunguko mzima wa maghari moja unaunganisha maghari lingine, koefisi ya uunganisho ni 1 (yaani, 100%), basi maghari huchukua kuwa viunganyavyo vizuri.
Ikiwa tu nusu ya mzunguko uliyotengenezwa katika maghari moja inaunganisha maghari lingine, koefisi ya uunganisho ni 0.5 (yaani, 50%), basi maghari huchukua kuwa viunganyavyo kidogo.
Ikiwa mzunguko wa maghari moja haunaunganishi chochote na maghari lingine, koefisi ya uunganisho ni 0, maghari huchukua kuwa vinavyoongezeka kwa magari.

Koefisi ya uunganisho itakuwa daima chini ya moja. Inategemea vyanzo vya core vilivyotumiwa. Kwa air core, koefisi ya uunganisho unaweza kuwa 0.4 hadi 0.8 kulingana na namba ya mita kati ya maghari mbili na kwa iron au ferrite core inaweza kuwa chini ya 0.99.

Chanzo: Electrical4u.

Maoni: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.