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。电感是指导体对抗流过它的电流并感应出电动势的能力。根据法拉第感应定律,可以感应出电动势(EMF)或电压售票员由于磁场的变化通过电路。这一过程称为电磁感应。感应电压与电流的变化率相反。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。
什么是互感?
定义:两个线圈的互感是指一个线圈的磁场对另一个线圈的电流和电压的变化产生的电动势。这意味着两个线圈是磁性连接在一起,由于变化磁通量。一个线圈的磁场或通量与另一个线圈相连。这个用M表示。
由于磁通量的变化,流过一个线圈的电流会感应到另一个线圈的电压。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
它的理论非常简单,可以通过使用两个或更多个线圈来理解。它是由美国科学家约瑟夫亨利在18世纪描述。它被称为电路中使用的线圈或导体的特性之一。物业电感是,如果电流在一个线圈中随时间变化,则EMF将引起另一个线圈。
Oliver Heaviside在1886年引入了电感这个术语。互感的特性是许多产品的工作原理2021欧洲杯足球竞猜官方平台电器元件和磁场一起运动。例如,变压器就是互感的一个基本例子。
互感的主要缺点是,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,需要电气筛选2021欧洲杯足球竞猜官方平台
两个线圈在电路中的位置决定了与一个线圈相连的互感量。
互感公式
两个线圈的计算公式为
M =(0μμr。N1。N2。) / L
其中μ0=自由空间的渗透率= 4π10-2
软铁芯的渗透率
N1= 1号线圈匝数
N2=线圈2的匝数
A=横截面积,单位是m2
L =线圈的长度,单位为米
互感单位
互感的单位是千克。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1伏特的电压。
的互感的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
当两个或更多的线圈以相同的磁通连接在一起,然后电压感应在一个线圈是成比例的变化的电流在另一个线圈。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电位差与电流变化率的比率。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/它= m.l2.T-3。我-1或€= M. L-2.条t - 3。一个-1(因为我= a)
电感,
ϕ=李
L = ϕ / a =(b.l2) /
其中b =磁场=(mlt-2)/ LT.-1AT = MT.-2一个-1
磁通Φ= BL2=太-2l2一个-1
B和ϕ的替代值在公式L上
L = MT -2l2.一个-2
L1和L2相同时互感尺寸为
M = l /(t -2l2.一个-2)
M = LT2l2.一个-2
推导
按照此过程获取互感推导.
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L1和L2两个线圈。
当L1中的电流随时间变化时,那么磁场也随时间变化,从而改变了与第二线圈L2相连的磁通量。由于这种磁通量的变化,在第一线圈L1中感应出一个电动势。
同时,第一线圈中电流的变化率在第二线圈中感应出电动势。因此,在L1和L2两个线圈中感应出电动势。
这是
€= 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。然后根据第二线圈中法拉第电磁感应定律(感应电压与磁通的变化率成正比),感应电动势为
€= 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 Henry
M =互感
€=互感电动势
N2 =第一个线圈的匝数
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
两个线圈之间的距离。
由磁通量变化率引起的第一线圈内的电动势为:
E = -M12 (dI1 / dt)
负号表示当感应到电动势时第一线圈中电流的变化率的相反方向。
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通过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。通量的泄漏会很小。
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,这导致大的EMF和互感。
如果两个线圈以不同的角度相距较远,则第一个线圈中的感应磁通量在第二个线圈中产生微弱或小的电动势。因此互感也会很小。
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。考虑图,这表明两个线圈是紧紧缠绕的一个在顶部的软铁芯。
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,用于计算互感。
给出了两个线圈的互感为
ϕ12 = (n2ϕ12) / i1
m21 =(n1φ21)/ i2
其中M12 =第一线圈的互感到第二线圈
M21 =第二条线圈的互感到拳头线圈
N2=第二圈的匝数
N1=第一线圈的匝数
I1=流过第一个线圈的电流
I2=流过第二线圈的电流。
如果与L1和L2相连的磁通与它们周围流过的电流相同,则第一线圈与第二线圈的互感为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两个线圈的大小、匝数、位置和间距。
第一个线圈的自感为
L1 =(μ0。μr.N12L。)/
第二线圈的自感是
L2 =(μ0.μR.n2L。)/
交叉相乘以上两个公式
然后给出它们之间存在的两个线圈的互感
米2= L1。L2
亨利M =√(L1.L2)
由上式可知,磁通量= 0
L1和L2之间有100%的磁力耦合
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。
耦合系数指定电感器的电感。如果耦合系数k = 1,则两个线圈紧密耦合在一起。因此,一个线圈的所有磁通量线切断了另一个线圈的所有匝数。因此互感是两个线圈的单个电感的几何平均值。
如果两个线圈的电感相等(L1=L2),则两个线圈之间的互感等于单个线圈的电感。这意味着,
M =√(L1。L2) = L
其中L =单个线圈的电感。
线圈间耦合系数
线圈之间的耦合系数可表示为0 ~ 1
如果耦合系数是1,那么线圈之间没有感应耦合。
如果耦合系数是0,那么在线圈之间有一个最大或全感应耦合。
电感耦合在0和1中表示,但不是百分比。
例如,如果k= 1,那么两个线圈是完美耦合的
如果k>0.5,则两个线圈耦合紧密
如果k<0.5,则两个线圈是松散耦合的。
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)
M = k.√(L1。L2)
其中L1=第一个线圈的电感
L2=第二线圈电感
M =互感
K =耦合因子
应用程序
的互感的应用是谁,
- 变压器
- 电动马达
- 发电机
- 其他电子设备2021欧洲杯足球竞猜官方平台,与磁场一起工作。
- 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、耦合因子、耦合系数及应用。请问两个线圈之间互感的缺点是什么?