Gensidig induktans

Gensidig induktans

I den forrige tutorial så vi, at en induktor genererer en induceret emk i sig selv som et resultat af det skiftende magnetfelt omkring sine egne sving. Når denne emk induceres i det samme kredsløb, hvor strømmen ændrer sig, kaldes denne effekt selvinduktion, (L).

Når emk'en imidlertid induceres i en tilstødende spole beliggende inden for det samme magnetfelt, siges emk'en at være induceret magnetisk, induktiv eller ved hjælp af gensidig induktion, symbol (M). Når to eller flere spoler derefter er magnetisk forbundet med en fælles magnetisk flux, siges de at have egenskaben gensidig induktans.

Gensidig induktans er den grundlæggende driftsprincip for transformeren, motorer, generatorer og enhver anden elektrisk komponent, der interagerer med et andet magnetfelt. Derefter kan vi definere gensidig induktion som den strøm, der flyder i en spole, der inducerer en spænding i en tilstødende spole.

Men gensidig induktans kan også være en dårlig ting, da "bortkommen" eller "lækage" induktans fra en spole kan forstyrre driften af ​​en anden tilstødende komponent ved hjælp af elektromagnetisk induktion, så det kan være nødvendigt med en form for elektrisk screening til et jordpotentiale.

Mængden af ​​gensidig induktans, der forbinder en spole til en anden afhænger meget af den relative placering af de to spoler. Hvis den ene spole er placeret ved siden af ​​den anden spole, så deres fysiske afstand fra hinanden er lille, vil næsten al den magnetiske flux, der genereres af den første spole, interagere med spolens drejninger i den anden spole, hvilket inducerer en relativt stor emk og derfor frembringer en stor gensidig induktansværdi.

Ligeledes, hvis de to spoler er længere fra hinanden eller i forskellige vinkler, vil mængden af ​​induceret magnetisk flux fra den første spole ind i den anden være svagere, hvilket giver en meget mindre induceret emk og derfor en meget mindre gensidig induktansværdi. Så effekten af ​​gensidig induktans afhænger meget af de relative positioner eller afstand, (S) af de to spoler, og dette demonstreres nedenfor.

Gensidig induktans mellem spoler

Den gensidige induktans, der findes mellem de to spoler, kan øges kraftigt ved at placere dem på en fælles blød jernkerne eller ved at øge antallet af omdrejninger af hver af spolerne, som det ville findes i en transformer.

Hvis de to spoler er tæt viklet den ene oven på den anden over en fælles blød jernkernenhed siges det at være enhedskobling mellem dem, da ethvert tab på grund af lækage af flux vil være ekstremt lille. Derefter antages en perfekt fluxforbindelse mellem de to spoler, kan den gensidige induktans, der findes mellem dem, gives som.

· Hvor:

· Μo er permeabiliteten for frit rum (4.π.10-7)

· Μr er den relative permeabilitet for den bløde jernkerne

· N er i antallet af spiraler

· A er i tværsnitsområdet i m2

· ℓ er spolens længde i meter

Gensidig induktion

Her opretter strømmen i spole en, L1 et magnetfelt omkring sig selv med nogle af disse magnetfeltlinjer, der passerer gennem spole to, L2 giver os gensidig induktans. Spole en har en strøm på I1 og N1 drejninger, mens spole to har N2 omdrejninger. Derfor afhænger den gensidige induktans, M12 af spole to, der findes med hensyn til spole en, af deres position i forhold til hinanden og er givet som:

Ligeledes er fluxforbindelsesspolen en, L1, når en strøm flyder omkring spole to, L2 er nøjagtigt den samme som den fluxforbindende spole to, når den samme strøm strømmer omkring spolen en ovenfor, derefter den gensidige induktans af spole en med hensyn til spole to er defineret som M21. Denne gensidige induktans er sand uanset størrelsen, antallet af drejninger, den relative placering eller orientering af de to spoler. På grund af dette kan vi skrive den gensidige induktans mellem de to spoler som: M12 = M21 = M.

Derefter kan vi se, at selvinduktans karakteriserer en induktor som et enkelt kredsløbselement, mens gensidig induktans betyder en form for magnetisk kobling mellem to induktorer eller spoler, afhængigt af deres afstand og placering, og forhåbentlig husker vi fra vores tutorials om elektromagneter, at selvet induktans af hver enkelt spole er angivet som:

For mere information, kontakt os på sales@xfullstar.com