Teoria muncii

Bobina de inductanță este o bobină din sârmă cu răsuciri izolate sub formă de spirală cu sau fără miez.

Dacă un curent curge prin bobina I, un câmp magnetic cu inducția B este creat în jurul bobinei. fluxul magnetic Φ al căruia este proporțional cu curentul I din bobină și este determinat de formula







unde L este coeficientul de autoinducție sau inductanța bobinei.

Inductanța bobinei este introdusă ca un coeficient de proporționalitate între rezistența curentului electric I și fluxul magnetic generat de acest curent Φ prin circuitul :. Inductanța bobinei L depinde de forma, dimensiunile bobinei, numărul de viraje și, de asemenea, de proprietățile magnetice ale miezului. Pentru o bobină rigidă cu un miez feromagnetic, inductanța L este o constantă care nu depinde de curentul I.

Dacă curentul trece prin bobină într-un timp dt. se va schimba cu valoarea dI. atunci fluxul magnetic asociat circuitului se va schimba cu o valoare

Ca urmare, în bobină apare o forță electromotoare (EMF) de autoinducție (pe baza legii inducției electromagnetice)

Emf-ul de autoinducție depinde de rata de schimbare a curentului și de inductanța L a bobinei. Semnul "-" arată că EMF de autoinducție este întotdeauna îndreptată împotriva cauzei care o provoacă (adică, împotriva tensiunii aplicate bobinei) - aceasta este regula lui Lenz.

În conformitate cu (3), inductanța bobinei L este o cantitate care caracterizează relația dintre rata de schimbare a curentului în circuit și autoinducția generată de acest CEM. Inductanța bobinei crește foarte mult când se introduce un miez din material feromagnetic.

Dacă bobina este inclusă în circuitul de curent alternativ, emf-ul de autoinducție este generat în mod continuu în bobină, pentru a compensa acest lucru, o parte a tensiunii sursei este consumată. Pentru calculul corect al circuitului electric cu bobina, este necesar să se cunoască valoarea EMF a autoinducției și, în consecință, inductanța L a bobinei.

inductoare unitare determinate cu ușurință de formula (3), prin fixarea dt = 1, dI = 1 A și es = 1, atunci unitatea de inductanță Gn - Această unitate se numește Henry (H).







Henry este inductanța bobinei, în care o schimbare curentă de 1 A pe secundă excită un EMF de auto-inductanță egal cu 1 V.

O modalitate de a determina inductanța L a unei bobine este prin utilizarea proprietăților bobinei inductanței de a reacționa reactiv cu curentul alternativ.

Când inductorul este conectat la un circuit de curent continuu, acesta are o rezistență activă R. care poate fi determinată de legea lui Ohm:

unde U este tensiunea pe bobină; Eu sunt curentul care trece prin bobină.

Când inductorul este conectat la circuitul de curent alternativ, rezistența sa crește și este adăugată de rezistența activă R, pe care bobina o are în circuitul DC, definit prin formula (4), și rezistența inductivă XL. Impedanța Z a inductorului poate fi determinată din legea lui Ohm

unde - alternând tensiunea și curentul, respectiv.

Astfel, inductorul real în circuitul de curent alternativ la frecvențe joase poate fi reprezentat ca o rezistență activă R conectată în serie și rezistență pur inductivă XL (figura 1). Un astfel de model fizic, echivalent cu un obiect real - în acest caz un inductor real, se numește un circuit de substituție sau un circuit echivalent.

Inductanța XL este o reactanță, adică rezistență la curent alternativ, fără a consuma energia acestui curent. Într-adevăr, atunci când un flux sinusoidal alternativ curge într-un circuit care are numai o rezistență inductivă, XL. activitatea forței electromotoare (CEM) a sursei în timpul unui sfert al perioadei este cheltuită pentru a crea un curent în bobină. Această lucrare se transformă în energia câmpului magnetic al bobinei și este egală cu

În următorul trimestru al perioadei, când curentul din bobină scade, energia stocată se întoarce complet la sursa EMF. Rezistența inductivă XL este determinată de formula

unde w = 2p f este frecvența circulară; f este frecvența.

Dacă se aplică o tensiune sinusoidală alternativă la bornele bobinei inductorului, valoarea căreia se determină la fiecare instant cu ecuația

apoi apare un curent alternativ, schimbându-se și în mod sinusoidal

unde Um și Im reprezintă valoarea maximă (amplitudine) a tensiunii și curentului; j este faza inițială a curentului. Faza inițială a curentului j determină schimbarea de fază dintre tensiune și curent, întârzierea curentă din spatele tensiunii care a cauzat-o cu un unghi de j.

În Fig. 2a este reprezentat de un val, iar în Fig. 2 b este o diagramă vectorială pentru o inductoră reală, ilustrând avansul fazei prin tensiunea curentului prin inductor.

Diagrama vectorială este o diagramă care prezintă un set de vectori construiți cu respectarea orientării reciproce în fază. Lungimea fiecărui vector este egală cu amplitudinea oscilației și direcția vectorului se formează cu o axă (în cazul nostru este axa orizontală - axa curenților Im) unghiul egal cu faza inițială a oscilației. UMR. UmL - valorile amplitudinii tensiunii pe partea R activă și partea inductivă XL a inductorului respectiv.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: