什么是互感及其理论

1831年,迈克尔法拉第解释了理论电磁感应科学。电感这个术语是指导体对抗流过它的电流并产生电动势的能力。根据法拉第感应定律,一个电动势(EMF)或电压被感应到售票员由于通过电路的磁场的变化。这个过程称为电磁感应。感应电压与电流的变化率成反比。这被称为楞次定律,感应电压被称为反电动势。电感分为两种类型。它们是自感和互感。这篇文章是关于两个线圈或导体的互感的。


什么是互感?

定义:两个线圈的互感定义为一个线圈内的磁场引起的电动势与另一个线圈内电流和电压的变化成反比。这意味着两个线圈是磁性连接在一起,由于变化58必威 通量。一个线圈的磁场或磁通与另一个线圈相连。这个用M表示。

由于磁通量的变化,在一个线圈中流动的电流会感应到另一个线圈中的电压。与两个线圈相连的磁通量与互感和电流变化成正比。

互感理论

其理论非常简单,可以通过使用两个或更多个线圈来理解。它是由18世纪的美国科学家约瑟夫亨利描述。它被称为电路中使用的线圈或导体的特性之一。财产电感是,如果一个线圈中的电流随时间变化,则EMF将引起另一个线圈。

Oliver Heaviside在1886年引入了电感这个术语。互感的性质是许多工作原理的组成部分电器元件它和磁场一起运动。例如,变压器就是互感的一个基本例子。

相互电感的主要缺点是,一个线圈的电感泄漏可以使用电磁感应来中断另一个线圈的操作。为了减少泄漏,需要电屏蔽

电路中两个线圈的位置决定了连接其中一个线圈到另一个线圈的互感的大小。

PCBWAY.

互感公式

两线圈的计算公式如下

M =(0μμr。N1。N2。) / L

其中μ0=自由空间的渗透率= 4π10-2

μ =软铁芯的渗透性

N1=线圈1圈

N2=线圈2的匝数

A=截面积,单位为m2

L =线圈长度,单位为米

互感单位

互感的单位是kg。米2授予了-2.一个-2

由于电流的变化率为1安培/秒,电感量产生的电压为1伏特。

互感的SI单位是亨利。它取自美国科学家约瑟夫·亨利,他解释了两个线圈的现象。

互感的尺寸

当两个或多个线圈用相同的磁通连接在一起时,一个线圈中感应的电压与另一个线圈中电流的变化率成正比。这种现象称为互感。

考虑两个线圈之间的总电感是l,因为m =√(l1l2)= l

这的尺寸可以定义为与电流变化率的电位差的比率。它被给予

因为M =√L1L2 = L

L =€/ (dI / dt)

其中€=诱导的EMF =相对于时间的工作/电荷= M. l2.t2/ it = l2.T-3。我-1或€= M. L-2.条t - 3。一个-1(因为我= a)

电感,

ϕ=李

L = n / a =(b. L .2) /

其中b =磁场=(mlt-2)/ LT.-1AT = MT.-2一个-1

磁通量φ= BL2=太-2l2一个-1

B和ϕ的替换值在公式L之上

L = MT -2l2.一个-2

L1和L2相同时的互感尺寸为

M = l /(t -2l2.一个-2

M = LT2l2.一个-2

推导

按照这个过程来获得互感推导

在一个线圈中诱导的EMF的比率和另一个线圈中电流的变化率是相互电感的。

考虑如下图所示的两个线圈L1和L2。

两个线圈
两个线圈

当L1中的电流随时间变化时,那么磁场也随时间变化,从而改变与第二线圈L2相连的磁通量。由于磁通量的变化,在第一线圈L1中产生了电动势。

同样,在第一线圈中电流的变化率在第二线圈中感应电动势。因此,在两个线圈L1和L2中感应电动势。

这是给出的

= M (dI1 / dt)

M =€/ (dI1 / dt)。…情商1

如果¥= 1伏特和di1 / dt = 1amp,那么

M = 1亨利

同时,

一个线圈中电流的变化率产生第一线圈中的磁通量,并与第二线圈相关联。然后由法拉第电磁感应定律(感应电压与磁通量的变化率成正比)给出第二线圈中的感应电动势为

欧元= M / (dI1 / dt) = d (MI1) / dt... ..情商2

€= n2(dφ12/ dt)= d(n2φ12)/ dt ... eq 3

通过等同于等式2和3

MI1 = N2ϕ12

ϕ12) / I1

其中M =互感

€=互感电动势

N2 =第一线圈L1的匝数

I1 =第一个线圈的电流

φ12=在两个线圈中连接的磁通量。

两个线圈之间的互感取决于第二线圈或相邻线圈上的匝数以及横截面的区域

两线圈之间的距离。

由磁通变化率在第一线圈中感应的电动势为:

E = -M12 (dI1 / dt)

负号表示当电动势产生时,第一个线圈中电流的变化率与之相反。

两个线圈的互感

两个线圈的互感可以通过将它们放在软铁芯上或增加两个线圈的匝数来增加。当两个线圈紧紧缠绕在软铁芯上时,它们之间存在统一耦合。磁通的泄漏量会很小。

如果两个线圈之间的距离短,则在第一线圈中产生的磁通量与第二线圈的所有转弯相互作用,这导致大量的EMF和相互电感。

两个线圈的互感
两个线圈的互感

如果两个线圈相距较远且角度不同,则第一线圈中的感应磁通量会在第二线圈中产生微弱或小的电动势。因此互感也会很小。

相距两圈
相距两圈

因此,这个值主要取决于两个线圈在软铁芯上的位置和间距。考虑数字,这表明,两个线圈是紧紧缠绕一个在软铁芯的顶部。

线圈绕得很紧
线圈绕得很紧

第一线圈中的电流的变化产生磁场,并通过第二线圈通过第二线圈,该磁线用于计算互感。

两线圈的互感式为

ϕ12 = (n2) / i1

m21 =(n1φ21)/ i2

其中M12 =第一线圈的相互电感到第二线圈

M21=第二线圈对第一线圈的互感

N2=第二圈的匝数

N1=第一个线圈的匝数

I1=流过第一个线圈的电流

I2=流过第二线圈的电流。

如果连接L1和L2的磁通与它们周围的电流相等,则第一线圈对第二线圈的互感为M21

两个线圈的互感可以定义为m12 = m21 = m

所以,两个线圈主要取决于大小、匝数、位置和两个线圈之间的间距。

第一线圈的自感为

L1 =(μ0。μr.N12L。)/

第二线圈的自感是

l2 =(μ0.μR.n2L。)/

把上面两个公式交叉相乘

然后给出它们之间存在的两个线圈的互感

2= L1。L2

亨利M =√(L1.L2)

上式给出磁通量= 0

L1和L2之间100%磁耦合

耦合系数

将与两个线圈连接到线圈之间的总磁通量的磁通量的磁通量被称为耦合系数,它由'k'表示。耦合系数被定义为开路电路与实际电压比的比率以及线圈中获得的磁通量的比率。由于一个线圈的磁通量与另一个线圈连接。

耦合系数表示电感器的电感。如果耦合系数k = 1,则两个线圈紧密耦合在一起。所以,一个线圈的所有磁通量线与另一个线圈的所有线圈相交。因此互感是两个线圈各电感的几何平均值。
如果两个线圈的电感相同(L1=L2),则两个线圈之间的互感等于一个线圈的电感。这意味着,

M =√(L1。L2) = L

式中,L =单线圈电感。

线圈间耦合系数

线圈之间的耦合系数可以用0和1表示

如果耦合系数为1,则线圈之间不存在感应耦合。

如果耦合系数为0,则线圈之间存在最大或全电感耦合。

电感耦合用0和1表示,而不是用百分比表示。

例如,如果k= 1,那么两个线圈是完美耦合的

如果k>为0.5,则两个线圈耦合紧密

如果k<0.5,则两个线圈耦合松散。

为了找到两个线圈之间的系数耦合因子,应该应用以下等式,

K = m /√(l1。L2)

√(L1。L2)

L1=第一个线圈的电感

L2=第二线圈的电感

M =互感

K =耦合因子

应用程序

互感的应用是谁,

  • 变压器
  • 电动马达
  • 发电机
  • 其他在磁场下工作的电子设备。
  • 用于计算涡流的计算
  • 数字信号处理

这就是一切互感概述-定义、公式、单位、推导、耦合系数、耦合系数及应用。这里有一个问题要问你,两个线圈之间互感的缺点是什么?

添加评论