Induktansspole

Induktoren er et element i et elektrisk kredsløb, der bidrager til akkumuleringen af ​​magnetfelt energi. Ved anvendelse af produkter fremstilles oscillerende resonanskredse. Spolen kaldes, fordi en ledning er viklet rundt om kernehjulet. Ofte kaldes i radiotekniske elementer induktanser. Til lejligheden ligner mønsteret nogle gange lidt en spole.

Historien om at skabe induktorer

Induktorer er viklet med et fast antal ledninger. Denne kendsgerning er skjult i fysikens lektioner og undgår, at de studerende scorer hjerner. Så gætter de fattige stipendiater på at forsøge at fange betydningen af ​​udtrykket bifilar motorvikling. Der er flere tråde, de frigiver induktorer:

• er trifilar;
• tetraphilar;
• pentafilar.

Konventionelle induktorer kaldes unifilar - en enkelt trådtråd. Umiddelbart opstår der et retfærdigt spørgsmål - hvorfor konstruktioner? Opfinderens opfinder er ukendt. Svarene giver, Tesla er skyldig. .. langt fra sandheden.

En ekspert på Mail.ru - det er muligt, ressourceadministratoren - svarede: Michael Faraday er fader til induktorer, angiveligt åbnet magnetisk induktion( ifølge den engelskspråklige Wikipedia-side).Konklusionen er, at historikeren ikke ejer spørgsmålet. Hovedårsagen til at kritisere "Svar" Mile er inkompetence. Faraday opdagede induktion ved at anvende en toroidformet transformer med to isolerede viklinger. Designet er meget mere kompliceret end spolen, fænomenet blev ledsaget af udgangen af ​​en strømstigning, da kernens magnetfelt blev ændret.

Beskrevet i 1831, blev den første elektromagnet designet af William Sturgeon, en lille kendt i Rusland. Ved du, hvordan enheden lignede? Det er rigtigt - en induktansspole med 18 omdrejninger af bare kobbertråd med en god lakeret ferromagnetisk hesteskoformet kerne. Når man passerer gennem en strømvikling, blev jern i området tiltrukket af enheden. Historikere betragter 1824 som det år, hvor den første elektromagnet blev offentliggjort. Tidligere end Faraday begyndte eksperimenter.

Mentor Humphrey Davy betragtede plagiering til arbejde. Den studerende vovede ikke at fortsætte, at konflikt åbent. Det viste sig, at den uophørlige Humphrey Davy i 1829 døde, takket være, at Michael Faraday genoptog arbejdet. Vi betragter derfor ikke som ukorrekte runets beskedne oplysninger om det pågældende emne. Den anden grund ligger i galvanometre: Den første blev designet den 16. september 1820 af Johann Schweiger. Et år senere perfekerede den store Ampère enheden, gætte hvad der var en del af nyheden? Det er rigtigt - en induktansspole bestående af flere omdrejninger af ledninger.

I 1826 udledte Felix Savary en Leyden krukke gennem flere omdrejninger af ledninger indpakket rundt om en stålnål. Observation af den resterende magnetisering af metallet. Faktisk skabte Savary det første oscillerende kredsløb, der drog konklusioner om de processer, der fandt sted.

Michael Faraday er magtesløs til at blive opfinderen af ​​induktans. I stedet arbejdede forskeren i denne retning, gennemførte nogle undersøgelser, modtog en ny lov om elektromagnetisme. Som et resultat er spørgsmålet om opfinderens opfinder åben. Vi vågter at foreslå, at emnet har to fædre:

1. Laplace på grundlag af rapporten fra Oersted foreslog, at effekten af ​​strømmen på magnetnålen kan styrkes ved at bøje ledningen.
2. Schweiger implementerede det, han hørte i praksis ved at skabe verdens første galvanometer ved hjælp af Ampers rapporter om afhængigheden af ​​pilens bøjningsvinkel på strømstyrken.

Induktørens design

Et cirkulært magnetfelt er skabt omkring en lige ledning med likestrøm. Spændingsledninger ligner en spiral. Nogen gættede at rulle ledningen ind i en ring, så bidragene fra de elementære segmenter ville være i midten. Som følge heraf er magnetfeltet inde i strukturen meget højere end udefra. Linjer observeres visuelt på jernindføringer. På Youtube er der mange ruller, hvor strømmen passerer gennem induktansen, der demonstrerer den ordnede orientering af metalstøvet i øjeblikket af kontaktlukning. Designet er i stand til at opbevare et magnetfelt for fremtiden som en kondensator, der opsamler en ladning. Spoler kaldes kun induktanser, som indeholder vikling af lakeret wire. I mikrostrip teknologi er sprøjteelementer til opbevaring af et magnetfelt logisk at kalde induktanser.

Hvis i en spole, ligesom i den, der anvendes af sømstresser, arrangere flere omdrejninger af ledningen en ad gangen, så at aksen er almindelig, tilføjes magnetfeltstyrkerne. Den enkleste induktans, der er i stand til at opbevare energien i et magnetfelt. Med et pludseligt tab af spænding er omvendt emf fænomenet kendt for teknikken. Det er årsagen til gnist kollektor motorer. En lakeret( lakeret) kobberledning med det ønskede tværsnit anvendes. Antallet af drejninger, kerneformen bestemmes af foreløbige beregninger eller af den eksisterende prøve.

Counter-EMF er parasitisk, for at slukke konsekvent med spolen er der en større beholder, der forsøger at undervurdere den totale reaktans. Induktansimpedansen indtastes med et positivt tegn, kapacitans - med en negativ. Tesla opfandt spolen, tog patentet. Men designet var en flad spiral( labyrint) med dobbeltvikling. Forskeren viste, at induktansen samtidig er kendetegnet ved en betydelig kapacitiv modstand, idet spændingen forsvinder, det omvendte EMF-fænomen manifesterer sig ikke.

Bifilar spoler er meget udbredt i dag. Med hensyn til den bageste EMF forårsager det tænding af udladningslamper( dagslys).Lad os vende tilbage til designet. I den første elektromagnet er ledningen bar, moderne spoler er sårlakeret. Tynd isolering, om nødvendigt, kan let fjernes( fx med giftig myresyre), i den oprindelige tilstand beskytter den pålideligt strukturen mod kortslutning.

Inde i spolen er en kerne af ferromagnetisk materiale. Formen er ikke vigtig, tværsnittet er bedre at tage. Ved høje frekvenser når den magnetiske flux( se spændingsomformeren) kernens overflade, betyder betydningen af ​​anvendelse af ferromagnetiske legeringer, i nogle tilfælde anvendes messing( selv kompositmaterialer, dielektrikum).Reducerer induktans ved højfrekvenser er strømmen, der er lagret over en periode, lille. Tricket passerer. Mange har et spørgsmål - hvorfor har vi brug for en kerne?

Kernen i induktoren virker som en understøttelse, holdbar ramme, der styrker magnetfeltet. Induktion er forbundet med feltstyrken gennem mediumets konstante magnetiske permeabilitet. I ferromagnetiske materialer er parametret virkelig stort. Tusinder gange mere end luft, de fleste metaller. Med stigende frekvens reduceres behovet for en kerne, nogle negative virkninger opstår, hvoraf to er særligt vigtige:

1. savsmuld Det vekslende magnetfelt inducerer hvirvelstrømme, gennem hvilke induktionsfliser fungerer. Forestil dig resultatet: Hvilken slags kerneopvarmning vil forårsage. Kernerne til krafttransformatorer er samlet af specielt elektrisk stål med høj modstand, opdelt i tynde ark, indbyrdes isoleret med et lag af lak. Opladning vil i høj grad reducere indflydelsen af ​​eddystrømme.
2. Den anden effekt kaldes magnetisering reversering. Det tager energi felt, får materialet til at varme. Fænomenet er karakteristisk for ferromagnetiske materialer, elimineret ved brug af messing.

Microstrip-teknologien sørger for implementering af induktanser i form af flade spiraler: Det ledende materiale sprøjtes på substratet gennem en stencil( en mulig metode).Minder om konstruktion Nikola Tesla. Værdien af ​​induktansspolen er meget lille, ellers er det ikke nødvendigt med mikrobølgefrekvenser. Beregningen udføres i henhold til specialkataloger, selvom de hovedsagelig anvendes af designingeniører.

Til vikling induktans gør specielle enheder, der ligner en spindelrulle. Kernen sættes på aksen med begrænseren på siderne, drej knappen, mesteren tager omhyggeligt antallet af omdrejninger op, måler den ønskede længde. Langsomt, i henhold til skyttelmetoden, bevæger hånden venstre til højre, spiralerne ligger flad i rækkefølge.

Hvorfor bruge bifilære induktorer

Sommetider spoles en spole i to eller flere trådfilamenter. Tesla design anvendes til at øge kapacitive kvaliteter. Som et resultat blev det muligt at spare materialer - som nævnt ovenfor. Hvad angår staten i den nuværende fase af teknologisk udvikling, kan årsagen til at skabe bifilære spoler være følgende:

1. En vikling er jordet. Eliminerer parasitisk mod-EMF, der forårsager gnister, nogle andre negative virkninger. Når spændingen falder brat, inducerer magnetfeltet for det meste en strøm i den jordede vikling, da kredsløbets modstand er den laveste. Effekten af ​​counter-emf er slukket. I impulsrelæer er hjælpevindingen kortsluttet. Feltenergien er lille, spredt af kobberens aktive modstand i form af varme.
2. Tesla ideer er ikke glemt. Ofte i form af bifilære spoler fremstilles små modstande. Modstand har ofte en lignende struktur. For eksempel, den berømte MLT, tape sår på en keramisk base. Tanken er at øge kapacitansen ved at kompensere induktansen. Motstandens impedans bliver rent aktiv. Betydningen af ​​arrangementet er fantastisk, når man arbejder med vekselstrøm. I kredsløbene af impedansens konstante imaginære del( reaktans) er ligegyldigt.
3. I pulserende strømforsyningsenheder varierer spændingen af ​​en polaritet i amplitude. Den bifilære transformator vil tillade at beskytte mod fænomenet parasitisk mod-emf, redder nøgletransistoren fra nedbrydning. Yderligere vikling er jordet gennem dioden, i normal tilstand påvirker ikke betjeningen af ​​enheden. Mod-EMF har den modsatte retning. Som et resultat åbner p-n-krydset, er potentialforskellen begrænset af direkte spændingsfald. For silicium halvlederdioder er værdien 0,5 V. Det er klart, at spændingen ikke kan trænge igennem nøgletransistoren af ​​næsten alle typer.
4. Tesla ideer bruges til oprettelse af evigt maskiner( i litteraturen: CE-superunit-enheder med effektivitet højere end 1).Muligheden for at eliminere reaktansen bruges til at idealisere arbejdsprocessen.

. Parametre for induktorer.

. Hovedkarakteristika for spoler kaldes induktans. Fysisk mængde, i SI, målt Gn( Henry), karakteriserende størrelsen af ​​den imaginære komponent af modstanden af ​​strukturen. Parameteren angiver, hvor meget magnetfelt spolen skal gemme. For enkelheden betragtes perioden energi som proportional med produktet af LI2, hvor L er induktansen, og jeg strømmer strømmen i systemet.

Den teoretiske beregning af spolens hovedparameter defineres stærkt af designet. Særlige metodologiske hjælpemidler udstedes, formlen( se figur: S er det snoede tværsnitsareal, l er spolen længde, N er antallet af omdrejninger af ledningen, i formlen er magnetens konstant og magnetisk permeabilitet af kernen) vist på billedet, en særlig variant. Når induktansen ligner en spole. Der er specielle programmer til pc'en, der forenkler processen.

De sekundære parametre for induktorer omfatter:

• Kvalitetsfaktor. Karakteriserer tabet af aktiv resistens.
• Egen induktans( se ovenfor).
• Temperaturstabilitetsparametre.