అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క శక్తిని కూడబెట్టడానికి ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్ యొక్క మూలకాల యొక్క లక్షణాలను ఇండక్టెన్స్ వర్గీకరిస్తుంది. ఇది ప్రస్తుత మరియు అయస్కాంత క్షేత్రం మధ్య సంబంధాన్ని కొలవడం కూడా. ఇది విద్యుత్తు యొక్క జడత్వంతో కూడా పోల్చబడుతుంది - యాంత్రిక శరీరాల జడత్వం యొక్క కొలతతో ద్రవ్యరాశి వలె.
విషయము
స్వీయ ప్రేరణ యొక్క దృగ్విషయం
కండక్టింగ్ సర్క్యూట్ ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్ పరిమాణంలో మారితే, అప్పుడు స్వీయ-ఇండక్షన్ యొక్క దృగ్విషయం సంభవిస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, సర్క్యూట్ మార్పుల ద్వారా మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్, మరియు ఒక emf ప్రస్తుత లూప్ యొక్క టెర్మినల్స్ వద్ద కనిపిస్తుంది, దీనిని స్వీయ-ఇండక్షన్ emf అని పిలుస్తారు. ఈ EMF కరెంట్ దిశకు వ్యతిరేకం మరియు దీనికి సమానంగా ఉంటుంది:
ε=-∆F/∆t=-L*(∆I/∆t)
స్వీయ-ఇండక్షన్ యొక్క EMF అనేది సర్క్యూట్ ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్లో మార్పు వలన సంభవించే అయస్కాంత ప్రవాహం యొక్క మార్పు రేటుకు సమానంగా ఉంటుంది మరియు ప్రస్తుత మార్పు రేటుకు కూడా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. స్వీయ-ప్రేరణ యొక్క EMF మరియు కరెంట్ యొక్క మార్పు రేటు మధ్య అనుపాతత యొక్క గుణకం ఇండక్టెన్స్ అని పిలువబడుతుంది మరియు L ద్వారా సూచించబడుతుంది. ఈ విలువ ఎల్లప్పుడూ సానుకూలంగా ఉంటుంది మరియు 1 హెన్రీ (1 H) యొక్క SI యూనిట్ను కలిగి ఉంటుంది. పాక్షిక భిన్నాలు కూడా ఉపయోగించబడతాయి - మిల్లిహెన్రీ మరియు మైక్రోహెన్రీ. 1 ఆంపియర్ ద్వారా కరెంట్లో మార్పు 1 వోల్ట్ యొక్క స్వీయ-ఇండక్షన్ EMFకి కారణమైతే మేము 1 హెన్రీ యొక్క ఇండక్టెన్స్ గురించి మాట్లాడవచ్చు. సర్క్యూట్ మాత్రమే ఇండక్టెన్స్ కలిగి ఉంటుంది, కానీ ఒక ప్రత్యేక కండక్టర్, అలాగే ఒక కాయిల్, ఇది సిరీస్-కనెక్ట్ సర్క్యూట్ల సమితిగా సూచించబడుతుంది.
ఇండక్టెన్స్ శక్తిని నిల్వ చేస్తుంది, దీనిని W=L*Iగా లెక్కించవచ్చు2/2, ఎక్కడ:
- W-శక్తి, J;
- L - ఇండక్టెన్స్, H;
- నేను కాయిల్లో కరెంట్, A.
మరియు ఇక్కడ శక్తి కాయిల్ యొక్క ఇండక్టెన్స్కు నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.
ముఖ్యమైనది! ఇంజనీరింగ్లో, ఇండక్టెన్స్ అనేది ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ నిల్వ చేయబడిన పరికరం. అటువంటి నిర్వచనానికి దగ్గరగా ఉన్న నిజమైన మూలకం ఒక ఇండక్టర్.
భౌతిక కాయిల్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ను లెక్కించడానికి సాధారణ సూత్రం సంక్లిష్ట రూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు ఆచరణాత్మక గణనలకు అసౌకర్యంగా ఉంటుంది. ఇండక్టెన్స్ మలుపుల సంఖ్యకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుందని గుర్తుంచుకోవడం ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది, కాయిల్ యొక్క వ్యాసం మరియు రేఖాగణిత ఆకారంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అలాగే, వైండింగ్ ఉన్న కోర్ యొక్క అయస్కాంత పారగమ్యత ద్వారా ఇండక్టెన్స్ ప్రభావితమవుతుంది, అయితే మలుపుల ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్ ప్రభావితం కాదు. ఇండక్టెన్స్ను లెక్కించడానికి, ప్రతిసారీ మీరు నిర్దిష్ట డిజైన్ కోసం పై సూత్రాలను సూచించాలి. కాబట్టి, స్థూపాకార కాయిల్ కోసం, దాని ప్రధాన లక్షణం సూత్రం ద్వారా లెక్కించబడుతుంది:
L=μ*μ*(ఎన్2*క్ర.సం),
ఎక్కడ:
- μ అనేది కాయిల్ కోర్ యొక్క సాపేక్ష అయస్కాంత పారగమ్యత;
- μ - అయస్కాంత స్థిరాంకం, 1.26*10-6 H/m;
- N అనేది మలుపుల సంఖ్య;
- S అనేది కాయిల్ యొక్క ప్రాంతం;
- l అనేది కాయిల్ యొక్క రేఖాగణిత పొడవు.
ఇతర ఆకృతుల స్థూపాకార కాయిల్ మరియు కాయిల్స్ కోసం ఇండక్టెన్స్ను లెక్కించడానికి, ఆన్లైన్ కాలిక్యులేటర్లతో సహా కాలిక్యులేటర్ ప్రోగ్రామ్లను ఉపయోగించడం మంచిది.
ఇండక్టర్స్ యొక్క సిరీస్ మరియు సమాంతర కనెక్షన్
ఇండక్టెన్స్లను శ్రేణిలో లేదా సమాంతరంగా అనుసంధానించవచ్చు, కొత్త లక్షణాలతో సమితిని పొందవచ్చు.
సమాంతర కనెక్షన్
కాయిల్స్ సమాంతరంగా అనుసంధానించబడినప్పుడు, అన్ని మూలకాలపై వోల్టేజ్ సమానంగా ఉంటుంది మరియు ప్రవాహాలు (వేరియబుల్స్) మూలకాల యొక్క ఇండక్టెన్స్లతో విలోమంగా పంపిణీ చేయబడతాయి.
- U=U1= యు2= యు3;
- I=I1+I2+I3.
సర్క్యూట్ యొక్క మొత్తం ఇండక్టెన్స్ 1/L=1/Lగా నిర్వచించబడింది1+1/లీ2+1/లీ3. ఫార్ములా ఎన్ని మూలకాలకైనా చెల్లుతుంది మరియు రెండు కాయిల్స్ కోసం ఇది L=L రూపానికి సరళీకరించబడుతుంది1* ఎల్2/(ఎల్1+L2) సహజంగానే, ఫలితంగా వచ్చే ఇండక్టెన్స్ చిన్న విలువ కలిగిన మూలకం యొక్క ఇండక్టెన్స్ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.
సీరియల్ కనెక్షన్
ఈ రకమైన కనెక్షన్తో, అదే కరెంట్ కాయిల్స్తో తయారు చేయబడిన సర్క్యూట్ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది మరియు సర్క్యూట్ యొక్క ప్రతి భాగంపై వోల్టేజ్ (వేరియబుల్!) ప్రతి మూలకం యొక్క ఇండక్టెన్స్కు అనులోమానుపాతంలో పంపిణీ చేయబడుతుంది:
- U=U1+యు2+యు3;
- I=I1= నేను2= నేను3.
మొత్తం ఇండక్టెన్స్ అన్ని ఇండక్టెన్సుల మొత్తానికి సమానంగా ఉంటుంది మరియు అతిపెద్ద విలువ కలిగిన మూలకం యొక్క ఇండక్టెన్స్ కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల, ఇండక్టెన్స్ పెరుగుదలను పొందేందుకు అవసరమైతే అటువంటి కనెక్షన్ ఉపయోగించబడుతుంది.
ముఖ్యమైనది! శ్రేణిలో లేదా సమాంతర బ్యాటరీలో కాయిల్స్ను కనెక్ట్ చేసినప్పుడు, ఒకదానికొకటి మూలకాల యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రాల పరస్పర ప్రభావం మినహాయించబడిన సందర్భాలలో మాత్రమే గణన సూత్రాలు సరైనవి (షీల్డింగ్, సుదూర, మొదలైనవి). ప్రభావం ఉన్నట్లయితే, ఇండక్టెన్స్ యొక్క మొత్తం విలువ కాయిల్స్ యొక్క సాపేక్ష స్థానంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
కొన్ని ఆచరణాత్మక సమస్యలు మరియు ఇండక్టర్ల నమూనాలు
ఆచరణలో, ఇండక్టర్ల యొక్క వివిధ నమూనాలు ఉపయోగించబడతాయి. అప్లికేషన్ యొక్క ప్రయోజనం మరియు క్షేత్రంపై ఆధారపడి, పరికరాలను వివిధ మార్గాల్లో తయారు చేయవచ్చు, కానీ నిజమైన కాయిల్స్లో సంభవించే ప్రభావాలను పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి.
ఇండక్టర్ యొక్క నాణ్యత కారకం
నిజమైన కాయిల్, ఇండక్టెన్స్తో పాటు, మరెన్నో పారామితులను కలిగి ఉంటుంది మరియు చాలా ముఖ్యమైనది నాణ్యత కారకం. ఈ విలువ కాయిల్లోని నష్టాలను నిర్ణయిస్తుంది మరియు దీనిపై ఆధారపడి ఉంటుంది:
- వైండింగ్ వైర్లో ఓహ్మిక్ నష్టాలు (ఎక్కువ ప్రతిఘటన, తక్కువ నాణ్యత కారకం);
- వైర్ ఇన్సులేషన్ మరియు వైండింగ్ ఫ్రేమ్లో విద్యుద్వాహక నష్టాలు;
- స్క్రీన్ నష్టం;
- ప్రధాన నష్టాలు.
ఈ పరిమాణాలన్నీ నష్ట నిరోధకతను నిర్ణయిస్తాయి మరియు నాణ్యత కారకం అనేది Q=ωL/Rlossesకి సమానమైన పరిమాణం లేని విలువ, ఇక్కడ:
- ω = 2*π*F - వృత్తాకార ఫ్రీక్వెన్సీ;
- L - ఇండక్టెన్స్;
- ωL అనేది కాయిల్ యొక్క ప్రతిచర్య.
యాక్టివ్కి రియాక్టివ్ (ఇండక్టివ్) రెసిస్టెన్స్ నిష్పత్తికి క్వాలిటీ ఫ్యాక్టర్ సమానంగా ఉంటుందని మేము సుమారుగా చెప్పగలం. ఒక వైపు, పెరుగుతున్న ఫ్రీక్వెన్సీతో, న్యూమరేటర్ పెరుగుతుంది, కానీ అదే సమయంలో, చర్మ ప్రభావం కారణంగా, వైర్ యొక్క ఉపయోగకరమైన క్రాస్ సెక్షన్లో తగ్గుదల కారణంగా నష్ట నిరోధకత కూడా పెరుగుతుంది.
స్క్రీన్ ప్రభావం
విదేశీ వస్తువుల ప్రభావం, అలాగే విద్యుత్ మరియు అయస్కాంత క్షేత్రాలు మరియు ఈ క్షేత్రాల ద్వారా మూలకాల యొక్క పరస్పర ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి, కాయిల్స్ (ముఖ్యంగా అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ వాటిని) తరచుగా స్క్రీన్లో ఉంచబడతాయి. ప్రయోజనకరమైన ప్రభావానికి అదనంగా, షీల్డింగ్ కాయిల్ యొక్క నాణ్యత కారకంలో తగ్గుదల, దాని ఇండక్టెన్స్లో తగ్గుదల మరియు పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్ పెరుగుదలకు కారణమవుతుంది. అంతేకాకుండా, స్క్రీన్ గోడలు కాయిల్ యొక్క మలుపులకు దగ్గరగా ఉంటాయి, హానికరమైన ప్రభావం ఎక్కువ. అందువల్ల, రక్షిత కాయిల్స్ దాదాపు ఎల్లప్పుడూ పారామితులను సర్దుబాటు చేసే అవకాశంతో తయారు చేయబడతాయి.
ట్రిమ్మర్ ఇండక్టెన్స్
కొన్ని సందర్భాల్లో, కాయిల్ను ఇతర సర్క్యూట్ మూలకాలకు కనెక్ట్ చేసిన తర్వాత సైట్లో ఇండక్టెన్స్ విలువను ఖచ్చితంగా సెట్ చేయడం అవసరం, ట్యూనింగ్ సమయంలో పారామితి విచలనాలను భర్తీ చేస్తుంది. దీని కోసం, వివిధ పద్ధతులు ఉపయోగించబడతాయి (మలుపుల యొక్క కుళాయిలను మార్చడం మొదలైనవి), కానీ చాలా ఖచ్చితమైన మరియు మృదువైన పద్ధతి కోర్ సహాయంతో ట్యూనింగ్ చేయడం. ఇది ఒక థ్రెడ్ రాడ్ రూపంలో తయారు చేయబడుతుంది, ఇది ఫ్రేమ్ లోపల మరియు వెలుపలికి స్క్రూ చేయబడి, కాయిల్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ను సర్దుబాటు చేస్తుంది.
వేరియబుల్ ఇండక్టెన్స్ (వేరియోమీటర్)
ఇండక్టెన్స్ లేదా ఇండక్టివ్ కప్లింగ్ యొక్క త్వరిత సర్దుబాటు అవసరమైతే, వేరే డిజైన్ యొక్క కాయిల్స్ ఉపయోగించబడతాయి. అవి రెండు వైండింగ్లను కలిగి ఉంటాయి - కదిలే మరియు స్థిరమైనవి. మొత్తం ఇండక్టెన్స్ రెండు కాయిల్స్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ మరియు వాటి మధ్య పరస్పర ఇండక్టెన్స్ మొత్తానికి సమానం.
ఒక కాయిల్ యొక్క సాపేక్ష స్థానాన్ని మరొకదానికి మార్చడం ద్వారా, ఇండక్టెన్స్ యొక్క మొత్తం విలువ సర్దుబాటు చేయబడుతుంది. ఇటువంటి పరికరాన్ని వేరియోమీటర్ అని పిలుస్తారు మరియు కొన్ని కారణాల వల్ల వేరియబుల్ కెపాసిటర్ల ఉపయోగం అసాధ్యం అయిన సందర్భాలలో ప్రతిధ్వని సర్క్యూట్లను ట్యూన్ చేయడానికి కమ్యూనికేషన్ పరికరాలలో తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది.వేరియోమీటర్ రూపకల్పన చాలా పెద్దది, ఇది దాని పరిధిని పరిమితం చేస్తుంది.
ప్రింటెడ్ స్పైరల్ రూపంలో ఇండక్టెన్స్
ఒక చిన్న ఇండక్టెన్స్తో కాయిల్స్ ప్రింటెడ్ కండక్టర్ల మురి రూపంలో తయారు చేయబడతాయి. ఈ డిజైన్ యొక్క ప్రయోజనాలు:
- ఉత్పత్తి యొక్క ఉత్పాదకత;
- పారామితుల యొక్క అధిక పునరావృతత.
ప్రతికూలతలు సర్దుబాటు సమయంలో చక్కటి ట్యూనింగ్ యొక్క అసంభవం మరియు పెద్ద ఇండక్టెన్స్ విలువలను పొందడంలో ఇబ్బంది - ఎక్కువ ఇండక్టెన్స్, కాయిల్ బోర్డులో ఎక్కువ స్థలాన్ని తీసుకుంటుంది.
సెక్షనల్ గాయం రీల్
కెపాసిటెన్స్ లేని ఇండక్టెన్స్ కాగితంపై మాత్రమే ఉంటుంది. కాయిల్ యొక్క ఏదైనా భౌతిక అమలుతో, పరాన్నజీవి ఇంటర్టర్న్ కెపాసిటెన్స్ వెంటనే పుడుతుంది. ఇది చాలా సందర్భాలలో హానికరం. పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్ LC సర్క్యూట్ యొక్క కెపాసిటెన్స్కు జోడిస్తుంది, ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీని మరియు ఓసిలేటరీ సిస్టమ్ యొక్క నాణ్యతా కారకాన్ని తగ్గిస్తుంది. అలాగే, కాయిల్ దాని స్వంత ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీని కలిగి ఉంటుంది, ఇది అవాంఛనీయ దృగ్విషయాలను రేకెత్తిస్తుంది.
పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్ను తగ్గించడానికి వివిధ పద్ధతులు ఉపయోగించబడతాయి, వీటిలో సరళమైనది అనేక సిరీస్-కనెక్ట్ చేయబడిన విభాగాల రూపంలో వైండింగ్ ఇండక్టెన్స్. ఈ చేరికతో, ఇండక్టెన్స్లు జోడించబడతాయి మరియు మొత్తం కెపాసిటెన్స్ తగ్గుతుంది.
టొరాయిడల్ కోర్ మీద ఇండక్టర్
ఒక స్థూపాకార ఇండక్టర్ యొక్క అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖలు వైండింగ్ లోపల (కోర్ ఉన్నట్లయితే, దాని ద్వారా) మరియు బయటి నుండి గాలి ద్వారా మూసివేయబడతాయి. ఈ వాస్తవం అనేక ప్రతికూలతలను కలిగి ఉంటుంది:
- ఇండక్టెన్స్ తగ్గింది;
- కాయిల్ యొక్క లక్షణాలు గణనకు తక్కువ అనుకూలంగా ఉంటాయి;
- బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రంలోకి తీసుకురాబడిన ఏదైనా వస్తువు కాయిల్ యొక్క పారామితులను మారుస్తుంది (ఇండక్టెన్స్, పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్, నష్టాలు మొదలైనవి), కాబట్టి అనేక సందర్భాల్లో షీల్డింగ్ అవసరం.
టొరాయిడల్ కోర్లపై గాయపడిన కాయిల్స్ (రింగ్ లేదా డోనట్ రూపంలో) ఈ లోపాల నుండి చాలా వరకు ఉచితం. క్లోజ్డ్ లూప్ల రూపంలో కోర్ లోపల అయస్కాంత రేఖలు వెళతాయి. దీని అర్థం బాహ్య వస్తువులు అటువంటి కోర్పై కాయిల్ గాయం యొక్క పారామితులపై ఆచరణాత్మకంగా ప్రభావం చూపవు మరియు అటువంటి రూపకల్పనకు షీల్డింగ్ అవసరం లేదు. ఇండక్టెన్స్ కూడా పెరుగుతుంది, ఇతర విషయాలు సమానంగా ఉంటాయి మరియు లక్షణాలను లెక్కించడం సులభం.
టోరిపై గాయపడిన కాయిల్స్ యొక్క ప్రతికూలతలు అక్కడికక్కడే ఇండక్టెన్స్ యొక్క మృదువైన సర్దుబాటు యొక్క అసంభవం. మరొక సమస్య ఏమిటంటే అధిక శ్రమ తీవ్రత మరియు వైండింగ్ యొక్క తక్కువ తయారీ సామర్థ్యం. అయినప్పటికీ, ఇది సాధారణంగా అన్ని ప్రేరక మూలకాలకు, ఎక్కువ లేదా తక్కువ మేరకు వర్తిస్తుంది.
అలాగే, ఇండక్టెన్స్ యొక్క భౌతిక అమలు యొక్క సాధారణ ప్రతికూలత అధిక బరువు మరియు పరిమాణం, సాపేక్షంగా తక్కువ విశ్వసనీయత మరియు తక్కువ నిర్వహణ.
అందువలన, సాంకేతికతలో, వారు ప్రేరక భాగాలను వదిలించుకోవడానికి ప్రయత్నిస్తారు. కానీ ఇది ఎల్లప్పుడూ సాధ్యం కాదు, కాబట్టి వైండింగ్ భాగాలు భవిష్యత్తులో మరియు మధ్యస్థ కాలంలో ఉపయోగించబడతాయి.
ఇలాంటి కథనాలు:
