Bagaimana untuk mengira induktansi

Sama seperti jasad dengan jisim dalam mekanik menahan pecutan di angkasa, menunjukkan inersia, begitu juga kearuhan menghalang arus dalam konduktor daripada berubah, menunjukkan EMF aruhan diri. Ini adalah EMF aruhan diri, yang menentang kedua-dua penurunan arus, cuba mengekalkannya, dan peningkatan arus, cuba mengurangkannya.

Hakikatnya ialah dalam proses menukar (bertambah atau berkurang) arus dalam litar, fluks magnet yang dicipta oleh arus ini juga berubah, yang disetempatkan terutamanya di kawasan yang terhad oleh litar ini. Dan apabila fluks magnet bertambah atau berkurang, ia mendorong EMF aruhan diri (mengikut peraturan Lenz — melawan punca yang menyebabkannya, iaitu melawan arus yang disebutkan pada mulanya), semuanya dalam litar yang sama. Kearuhan L di sini dipanggil faktor perkadaran antara arus I dan jumlah fluks magnet Φ, arus ini dijana oleh:

Jadi, semakin tinggi induktansi litar, semakin kuat ia daripada medan magnet yang terhasil, ia menghalang arus daripada berubah (ialah medan yang menciptanya) dan oleh itu ia akan mengambil masa yang lebih lama untuk arus berubah melalui kearuhan yang lebih besar, dengan voltan yang digunakan sama. Pernyataan berikut juga benar: semakin tinggi induktansi, semakin besar voltan merentasi litar apabila fluks magnet melaluinya berubah.

Katakan kita menukar fluks magnet di kawasan tertentu pada kadar yang tetap, kemudian dengan menutup kawasan ini dengan litar yang berbeza, kita akan mendapat lebih banyak voltan pada litar itu yang kearuhannya lebih besar (transformer, gegelung Rumkorf, dll. berfungsi pada prinsip ini).

Tetapi bagaimanakah kearuhan gelung dikira? Bagaimana untuk mencari faktor perkadaran antara fluks arus dan magnet? Perkara pertama yang perlu diingat ialah perubahan induktansi dalam henry (H). Pada terminal litar dengan induktansi 1 henry, jika arus di dalamnya berubah sebanyak satu ampere sesaat, voltan 1 volt akan muncul.

Magnitud induktansi bergantung kepada dua parameter: pada dimensi geometri litar (panjang, lebar, bilangan lilitan, dll.) dan pada sifat magnet medium (jika, sebagai contoh, terdapat teras ferit di dalam gegelung, kearuhannya akan lebih besar, berbanding jika tiada teras di dalamnya).

Untuk mengira kearuhan yang dihasilkan, adalah perlu untuk mengetahui apakah bentuk gegelung itu sendiri dan apakah kebolehtelapan magnet yang dimiliki oleh medium di dalamnya (ketelapan magnet relatif medium adalah faktor kekadaran antara kebolehtelapan magnet vakum dan kebolehtelapan magnet. kebolehtelapan medium tertentu.Sudah tentu, ia berbeza untuk bahan yang berbeza)…

Mari kita lihat formula untuk mengira induktansi bentuk gegelung yang paling biasa (solenoid silinder, toroid dan dawai panjang).

Berikut ialah formula untuk mengira induktansi solenoid — gegelung, yang panjangnya lebih besar daripada diameter:

Seperti yang anda lihat, mengetahui bilangan lilitan N, panjang lilitan l dan luas keratan rentas gegelung S, kita dapati kearuhan anggaran gegelung tanpa teras atau dengan teras, manakala magnet kebolehtelapan vakum ialah nilai tetap:

Kearuhan bagi gegelung toroid, dengan h ialah ketinggian toroid, r ialah diameter dalam toroid, R ialah diameter luar toroid:

Kearuhan dawai nipis (jejari keratan rentas jauh lebih kecil daripada panjang), dengan l ialah panjang wayar, dan r ialah jejari keratan rentasnya. Mu dengan indeks i dan e ialah kebolehtelapan magnet relatif bagi persekitaran dalaman (dalaman, bahan konduktor) dan luaran (luaran, bahan di luar konduktor):

Jadual kebolehpercayaan relatif akan membantu anda menganggarkan kearuhan yang anda boleh jangkakan daripada litar (wayar, gegelung) menggunakan bahan magnet tertentu sebagai teras: