Bobina de indutância

O indutor é um elemento de um circuito elétrico que contribui para o acúmulo de energia do campo magnético. Com o uso de produtos fabricados circuitos ressonantes oscilantes. A bobina é chamada porque um fio é enrolado ao redor do carretel central. Frequentemente, os elementos de engenharia de rádio são chamados de indutâncias. Se encaixa na ocasião, os desenhos, por vezes, um pouco se assemelham a uma bobina.

A história da criação de indutores

Os indutores são enrolados com um número fixo de fios. Esse fato está oculto nas lições da física, evitando que os alunos pontuem cérebros. Então os pobres sujeitos adivinham, tentando pegar o significado do termo enrolamento do motor bifilar. Existem mais fios, eles liberam indutores:

• são trifilares;
• tetrafilar;
• pentafilar.

Os indutores convencionais são chamados unifilar - um único fio. Imediatamente surge uma pergunta justa - por que as construções? O inventor do indutor é desconhecido. Respostas dão, Tesla é culpado. .. Longe da verdade.

Um especialista em Mail.ru - é possível, o administrador do recurso - respondeu: Michael Faraday é o pai dos indutores, supostamente abriu a indução magnética( de acordo com a página da Wikipédia em inglês).A conclusão sugere-se, o historiador não possui a questão. A principal razão para criticar “Answers” ​​Mile é a incompetência. Faraday descobriu a indução aplicando um transformador toroidal com dois enrolamentos isolados. O projeto é muito mais complicado do que a bobina, o fenômeno foi acompanhado pela saída de uma onda atual quando o campo magnético do núcleo foi alterado.

Descrito em 1831, o primeiro eletroímã foi projetado por William Sturgeon, um pouco conhecido na Rússia. Você sabe como é o dispositivo? Isso mesmo - uma bobina de indutância de 18 voltas de fio de cobre nu com um bom núcleo em forma de ferradura ferromagnético envernizado em forma de cavalo. Ao passar por um enrolamento atual, o ferro na área foi atraído pelo dispositivo. Os historiadores consideram 1824 como o ano em que o primeiro eletroímã foi publicado e, no início, Faraday iniciou experimentos. O mentor do

, Humphrey Davy, considerou que o plágio funcionava. O estudante não se atreveu a continuar, a entrar em conflito abertamente. Descobriu-se que em 1829 o inoportuno Humphrey Davy faleceu, graças ao qual Michael Faraday retomou o trabalho. Não consideramos, portanto, incorretas as informações escassas do runet sobre a questão em consideração. A segunda razão está nos galvanômetros: o primeiro foi projetado em 16 de setembro de 1820 por Johann Schweiger. Um ano depois, o grande Ampère aperfeiçoou o dispositivo, adivinhe o que fazia parte da novidade? Isso mesmo - uma bobina de indutância composta de várias voltas de arame.

Em 1826, Felix Savary descarregou um frasco de Leyden através de várias voltas de arame enroladas em torno de uma agulha de aço. Observando a magnetização residual do metal. De fato, Savary criou o primeiro circuito oscilante, tirando conclusões corretamente sobre os processos que estão ocorrendo.

Michael Faraday é impotente para se tornar o inventor da indutância. Em vez disso, o cientista trabalhou nessa direção, realizou algumas pesquisas e recebeu uma nova lei sobre o eletromagnetismo. Como resultado, a questão do inventor do indutor é deixada em aberto. Nos aventuramos a sugerir que o assunto tem dois pais:

1. Laplace, com base no relatório de Oersted, sugeriram que o efeito da corrente na agulha magnética pode ser fortalecido dobrando-se o fio.
2. Schweiger implementou o que ouviu na prática criando o primeiro galvanômetro do mundo, usando os relatórios de Ampere sobre a dependência do ângulo de deflexão da flecha na amperagem.

O projeto do indutor

Um campo magnético circular é criado em torno de um condutor reto com corrente contínua. Linhas de tensão se assemelham a uma espiral. Alguém imaginou enrolar o fio em um anel para que a contribuição dos segmentos elementares ficasse no centro. Como resultado, o campo magnético dentro da estrutura é muito mais alto que o exterior. Linhas são visualmente observadas em limalhas de ferro. No Youtube, existem muitos rolos, onde a corrente passa pela indutância, demonstrando a orientação ordenada do pó de metal no momento do fechamento do contato. O projeto é capaz de armazenar um campo magnético para o futuro como um capacitor acumulando uma carga. As bobinas são chamadas apenas de indutâncias que contêm o enrolamento do fio envernizado. Na tecnologia microstrip, os elementos pulverizados para armazenar um campo magnético são lógicos para chamar indutâncias.

Se em uma bobina, assim como a usada pelas costureiras, organizar várias voltas do fio uma a uma lado a lado para que o eixo seja comum, as linhas de força do campo magnético são adicionadas. A indutância mais simples capaz de armazenar a energia de um campo magnético. Com uma perda repentina de voltagem, o fenômeno de emfs reverso é amplamente conhecido pelo técnico.É a causa de motores coletores de faíscas. Utiliza-se um fio de cobre lacado( lacado) da secção transversal desejada. O número de voltas, a forma do núcleo são determinadas por cálculos preliminares ou pela amostra existente. O

Counter-EMF é parasítico, para extinguir consistentemente a bobina, inclui um recipiente de tamanho maior, tentando subestimar a reatância total. A impedância de indutância é inserida com um sinal positivo, capacitância - com uma negativa. Tesla inventou a bobina, pegou a patente. Mas o design era uma espiral plana( labirinto) com duplo enrolamento. O cientista mostrou que a indutância ao mesmo tempo é caracterizada por resistência capacitiva significativa, com o desaparecimento da tensão, o fenômeno EMF reverso não se manifesta.

Bobinas bifilares são amplamente usadas hoje em dia. Como para o EMF traseiro, causa a ignição de lâmpadas de descarga( luz do dia).Vamos voltar ao design. No primeiro eletroímã, o fio é nu, os indutores modernos são envernizados. Isolamento fino, se necessário, pode ser facilmente removido( por exemplo, com ácido fórmico tóxico), no estado inicial, protege a estrutura de forma confiável contra curtos-circuitos.

Dentro da bobina é um núcleo de material ferromagnético. A forma não é importante, a seção transversal é melhor de tomar. Em altas freqüências, o fluxo magnético( ver Conversor de Tensão) atinge a superfície do núcleo, o significado de usar ligas ferromagnéticas desaparece, às vezes o latão é usado( mesmo materiais compósitos, dielétricos).Reduz a indutância, em altas freqüências, a potência armazenada durante um período é pequena. O truque está passando. Muitos têm uma pergunta - por que precisamos de um núcleo?

O núcleo do indutor atua como suporte, estrutura durável, fortalecendo o campo magnético. A indução está associada à intensidade do campo através da constante permeabilidade magnética do meio. Em materiais ferromagnéticos, o parâmetro é verdadeiramente grande. Milhares de vezes mais que o ar, a maioria dos metais. Com frequência crescente, a necessidade de um núcleo diminui, alguns efeitos negativos ocorrem, dois dos quais são especialmente importantes:

1. O campo magnético alternado induz correntes parasitas através das quais as telhas de indução funcionam. Imagine o resultado: que tipo de aquecimento do núcleo causará.Os núcleos de transformadores de potência são montados a partir de aço elétrico especial com alta resistência, divididos em folhas finas, isolados mutuamente com uma camada de verniz. O carregamento reduzirá muito a influência das correntes parasitas.
2. O segundo efeito é chamado de inversão de magnetização. Leva campo de energia, faz com que o material aqueça. O fenômeno é característico de materiais ferromagnéticos, eliminados pelo uso de latão.

A tecnologia microstrip fornece a implementação de indutâncias na forma de espirais planas: o material condutor é pulverizado sobre o substrato através de um estêncil( um método possível).Lembra a construção de Nikola Tesla. O valor da bobina de indutância é muito pequeno, caso contrário não é necessário nas frequências de microondas. O cálculo é realizado de acordo com diretórios especiais, embora eles sejam usados ​​principalmente por engenheiros de projeto.

Para indutância de enrolamento, faça dispositivos especiais, parecidos com um carretel giratório. O núcleo é colocado no eixo com o limitador nas laterais, girando o botão, o mestre cuidadosamente considera o número de revoluções, mede o comprimento desejado. Lentamente, de acordo com o método da lançadeira, a mão se move para a esquerda e para a direita, as bobinas ficam planas em seqüência.

Por que usar indutores bifilares

Às vezes, uma bobina é enrolada em dois ou mais filamentos de fio. Projeto Tesla aplicado para aumentar as qualidades capacitivas. Como resultado, tornou-se possível economizar materiais - como mencionado acima. Em relação ao estado no estágio atual de desenvolvimento de tecnologia, o motivo para a criação de bobinas bifilares pode ser o seguinte:

1. Um enrolamento está aterrado. Elimina contra-EMF parasita, causando faíscas, alguns outros efeitos negativos. Quando a voltagem cai abruptamente, o campo magnético, em sua maior parte, induz uma corrente no enrolamento aterrado, já que a resistência do circuito é a mais baixa. O efeito da contrafem é extinto. Nos relés de impulso, o enrolamento auxiliar está em curto-circuito. A energia do campo é pequena, dissipada pela resistência ativa do cobre na forma de calor.
2. Tesla idéias não são esquecidas. Muitas vezes, na forma de bobinas bifilares, pequenas resistências são fabricadas. A resistência costuma ter uma estrutura semelhante. Por exemplo, o famoso MLT, fita enrolada em uma base de cerâmica. A ideia é aumentar a capacitância compensando a indutância. A impedância do resistor torna-se puramente ativa. O significado do evento é ótimo quando se trabalha em corrente alternada. Nos circuitos da parte imaginária constante da impedância( reatância) não importa.
3. Em unidades de fonte de alimentação pulsadas, a voltagem de uma polaridade varia em amplitude. Permitir que o transformador bifilar proteja contra o fenômeno de EMF de volta parasita, resgata o transistor chave da quebra. Enrolamento adicional é aterrado através do diodo, no modo normal não afeta o funcionamento do dispositivo. O contra-EMF tem a direção oposta. Como resultado, a junção p-n se abre, a diferença de potencial é limitada pela queda direta de tensão. Para diodos semicondutores de silício, o valor é 0,5 V. Claramente, a tensão não pode penetrar no transistor de chave de quase nenhum tipo.
4. As ideias de Tesla são usadas na criação de máquinas de movimento perpétuo( na literatura: CE - dispositivos de superunidade, com eficiência superior a 1).A oportunidade de eliminar a reatância é usada para idealizar o processo de trabalho.

Parâmetros dos indutores

A principal característica das bobinas é chamada de indutância. A grandeza física, em SI, mede Gn( Henry), caracterizando a magnitude do componente imaginário da resistência da estrutura. O parâmetro indica quanto campo magnético a bobina armazenará.Por simplicidade, a energia de período é considerada proporcional ao produto de LI2, onde L é a indutância, é a corrente que flui no sistema.

O cálculo teórico do parâmetro principal das bobinas é fortemente definido pelo projeto. Auxílios metodológicos especiais são emitidos, a fórmula( ver figura: S é a área da seção transversal do enrolamento, l é o comprimento da bobina, N é o número de voltas do fio, na fórmula é a constante magnética e permeabilidade magnética do núcleo) mostrada na figura, uma variante particular. Quando a indutância se assemelha a uma bobina. Existem programas especiais para o computador pessoal que simplificam o processo.

Os parâmetros secundários dos indutores incluem: fator de qualidade

• .Caracteriza a perda de resistência ativa.
• Própria indutância( ver acima).
• Parâmetros de estabilidade de temperatura.