Међусобна индуктивност

НАША ИДЕНТИФИКАЦИЈА ЈЕ МЕЂУСОБНА ЉУБАВ (Може 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Међусобна индуктивност

АЦ електрични кругови


Питање 1

Када се електрична струја пренесе кроз завој жице, каква је појава "# 1"> Открити одговор Сакриј одговор

Електромагнетизам.

Напомене:

Будите сигурни да ученици разумеју одговор на ово питање осим што кажу реч "електромагнетизам". Шта, заправо, значи ова реч? Рецитовање једначине није довољно објашњење. Питајте их шта неки од фактора утичу на јачину електромагнетног ефекта.

Питање 2

Када намотај жице "сече кроз" магнетне линије флукса, који феномен се јавља?

Открити одговор Сакриј одговор

Електромагнетна индукција.

Напомене:

Будите сигурни да ученици разумеју одговор на ово питање осим што кажу фразу "електромагнетна индукција". Шта, заправо, значи ова фраза? Рецитовање једначине није довољно објашњење. Питајте их шта неки од фактора утичу на снагу индуктивног ефекта.

Питање 3

Ако се један намотај жице налази у непосредној близини другог намотаја жице, а електрична струја пролази кроз први намотај чија магнитуда се временом мења, која ће се појава појавити у другом намотају жице?

Открити одговор Сакриј одговор

Напон ће бити индукован у другом намотају: узајамна индукција .

Напомене:

Будите сигурни да ученици разумеју одговор на ово питање осим што кажу фразу "узајамна индукција". Шта, тачно, значи ова фраза? Рецитовање једначине није довољно објашњење. Питајте их шта неки од фактора утичу на јачину заједничког индуктивног ефекта.

Питање 4

Напишите једначину која описује напон индукован у овом намотају, решавајући (тренутни) индуковани напон (е) у смислу тренутног магнетног флукса (φ) и броја обртања жице у калупу:

Открити одговор Сакриј одговор

е = Н ((дφ) / дт)

Следеће питање: алгебраички манипулише овом једначином да реши број окрета (Н) с обзиром на све остале количине.

Напомене:

Треба напоменути да је у овом конкретном случају Н једнак три (бројање завоја у илустрованом намотају).

Питање 5

На овој илустрацији постоје два жичана намотаја омотана око уобичајене гвоздене траке, тако да било који магнетни флукс може произвести једним намотавањем у потпуности дели други намотај:

Напишите две једначине које описују индуковани напон при сваком навоју (е п = … и е с = …), у сваком случају изражавају индуцирани напон у моменту тренутног магнетног флукса (φ) и броја обртаја жице у том навијању (Н п и Н с, респективно).

Затим, комбинујте ове две једначине, на основу чињенице да је магнетни флукс једнак за сваки намотај.

Открити одговор Сакриј одговор

е п = Н п дφ


дт

е с = Н с дφ


дт

Затим, комбиновање две једначине:

е стр


Н стр

= е с


Н с

Напомене:

Добијање последње једначине је примена математичке истине да су једнаке једнакости једној једној другој (ако је а = ц и б = ц, онда а = б).

Питање 6

На овој илустрацији постоје два жичана намотаја омотана око уобичајене гвоздене траке, тако да било који магнетни флукс може произвести једним намотавањем у потпуности дели други намотај:

Напишите две једначине које описују индуковани напон при сваком навоју (е п = … и е с = …), у сваком случају изражавају индуцирани напон у моменту тренутне струје кроз то навијање (и п и и с, респективно ) и индуктивност сваког навијања (Л п и Л с, респективно).

Знамо да су индуковани напони у два намотаја повезани једна с другим помоћу ове једначине, ако постоји савршена "спајање" магнетног флукса између два намотаја:

е стр


Н стр

= е с


Н с

Знајући то, напишите још две једначине које описују индуковани напон, овога пута изражавају индуцирани напон у сваком намотају у смислу тренутне струје у другом намотају. Другим речима,

е п = … и с

е с = … и стр

Открити одговор Сакриј одговор

Једначине које описују селф-индуктивност:

е п = Л стр ди п


дт

е с = Л с ди с


дт

Једначине које описују индуктивност од једног навијања до другог:

е п = Л с Н стр


Н с

ди с


дт

е с = Л п Н с


Н стр

ди п


дт

Напомене:

Прве две једначине су само преглед. Друге две једначине захтевају алгебарску манипулацију и супституцију између једначина.

Питање 7

Претпоставимо да су два жичана навоја навијена око заједничког гвозденог језгра, "примарни" намотај са 100 окова жице и "секундарни" намотај са 300 окова жице:

Ако је индуктивност примарног намотаја 2 Х, која је индукција секундарног калема, под претпоставком да "види" исти магнетни круг као први завој (исту пропусност, исту попречну пресеку, исту дужину) "# 7 "> Открити одговор Сакриј одговор

Л с = 18 Х

е п = 60 волти

е с = 180 волти

Ако је само половина линија флукса спајала два калема (к = 0, 5), онда е с = 90 волти.

Следеће питање: шта приметите о односу примарне и секундарне индукције у поређењу са примарним и секундарним завојима ? Можете ли то генерализовати у облику једначине?

Напомене:

Кључ за ово питање је одређивање односа индуктивности, на основу односа окрета у намотајима. Како се открива одговор, то је нелинеарна пропорционалност. Реченица у којој сам назначила "исту пропусност, исто подручје попречног пресека, исте дужине" је наговештај ученицима за коју једначину треба пронаћи како би се утврдила веза између жичане завоје и индуктивности.

Питање 8

Међусобна индуктивност је израз који се даје феномену гдје промјена струје кроз један индуктор доводи до тога да се напон индукује у другом. Када су два индуктора (Л 1 и Л 2 ) магнетски "спојена", узајамна индуктивност (М) повезује њихове напоне и струје као такве:

е 1 = М ди 2


дт

Напон индукован у завојницу 1 променом струје у калему 2

е 2 = М ди 1


дт

Напон индукован у завојницу 2 променом струје у калему 1

Када је магнетна спојница између два индуктора савршена (к = 1), како се М односи на Л 1 и Л 2 "све">

е 1 = Л 2 Н 1


Н 2

ди 2


дт

е 2 = Л 1 Н 2


Н 1

ди 1


дт

Л 1


Л 2

=⎛ ⎝ Н 1


Н 2

⎞ ⎠ 2

Открити одговор Сакриј одговор

М = √ {Л 1 Л 2 }

Питање изазова: да ли је узајамна индукција изражена у истој јединици мерења која је самоиндустријска? Зашто или зашто не?

Напомене:

Решење овог питања укључује прилично мало алгебарске манипулације и супституције. Наравно, то се може наћи иу многим основним уџбеницима електронике, али поента овог питања је да студенти виде како се може извести из једначина које већ знају.

Питање 9

Коефицијент магнетне склопке између два завојнице утиче на количину међусобне индуктивности између ова два калема. Ова чињеница би требало да буде очигледна, јер намотаји који не деле никакав магнетни флукс (к = 0) не могу имати међусобну индуктивност између њих.

Напишите једначину која дефинише М у смислу Л1 и Л2, када је к нешто мање од 1.

Открити одговор Сакриј одговор

М = к √ {Л 1 Л 2 }

Напомене:

Питајте ученике како су добили одговор. Наравно, ова једначина може се наћи у многим основним уџбеницима за електронику, али поента овог питања је да студенти виде како се може извести из једначина које већ знају.

Питање 10

Међусобна индуктивност може постојати чак и на мјестима гдје то радије не би. Узмите на пример ситуацију "тешког" (високог тока) електричног оптерећења АЦ, где је сваки проводник усмерен кроз сопствени метални вод. Осцилујуће магнетно поље око сваког проводника индукује струјање у металним каналима, што их доводи до отпорног загревања (Јоулеов закон, П = И 2 Р):

Стандардна индустријска пракса је да се избегне покретање проводника великог АЦ оптерећења у одвојеним металним каналима. Умјесто тога, проводници треба водити у истом воду како би се избјегло индуктивно гријање:

Објасните зашто ова техника ожичења елиминише индуктивно загревање цеви.

Сада, претпоставимо да се два празна метална проводника протежу између локације великог електромотора и центра за контролу мотора (МЦЦ) где се налази прекидач и он / офф "контактор" опреме. Сваки проводник је сувише мали да држи оба моторна проводника, али ми знамо да не би требало да водимо сваки проводник у сопственом воду, како би се проводници загрејали од индукције. Шта ћемо онда, онда "// ввв.беаутицрев.цом.ау//суб.аллабоутцирцуитс.цом/имагес/куиз/00459к03.пнг">

Открити одговор Сакриј одговор

Користите прикључне блокове да бисте "поделили" проводнике из једног пара у два пара:

Напомене:

Ова техника ожичења се врло често користи у индустрији, где су проводникови мјерачи за електромоторе високих коњских снага могу бити прилично велики, а проводници никада нису довољно велики.

Питање 11

Претпоставимо да техничару треба 167 мХ индуктивности у кругу, али има само 500 мХ и 250 мХ индукује при руци. Он одлучује да би требало да буде у стању да постигне отприлике 167 мХ индуктивности довољно лако повезивањем ова два индуктора паралелно једни с другима на штампану плочу:

Међутим, након испитивања овог паралелног индуктивног уређаја, техничар утврди да је укупна индуктивност знатно мања од предвиђене 167 мХ. Збуњен, питао је другог техничара за помоћ. Други техничар прегледа плочу и одмах предлаже да се два индукторима поново лоцирају са осама које су окомито једна према другој. Први техничар не разуме зашто би физичка локација индукторја требало да буде битна. На крају крајева, никада није било битно како је поставио отпорнике и кондензаторе у односу на друге, све док њихова повезујућа жица (или трагови одбора) иду на правим местима. Можете ли му објаснити зашто су индуктори можда осетљиви на физичку оријентацију "# 11"> Открити одговор Сакриј одговор

У овом тренутку, одговарајућа магнетна поља из два индуктора се међусобно повезују супротно!

Питање за праћење: калемови постављени у линеарној близини једна другој ће магнетно "повезати" на начин који ће "подићи" (Слика А ) или "буцк" (Слика Б ) један другом. Ако су постављени праволинијски (90 о ) један на други, магнетно повезивање није присутно и два индуктора дјелују као независни ентитети:

Која тригонометријска функција (синус, косинус, тангент, коцкангент, сецант, цосецант) прати овај исти образац: пуна позитивна на 0 о, пуна негативна на 180 о и нула на 90 о "напомене скривене"> Напомене:

Могућа тачка конфузије јесте то што неки студенти могу мислити да је оријентација о којој се говори апсолутна: у односу на земаљско магнетско поље. Међутим, оно што покушавам да их видим, међутим, је однос између магнетних поља двеју свитка, што је сасвим друга ствар. Да бисте изложили овај неспоразум, питајте ученике да ли ће положај штампане плоче у односу на правац компаса (север, југ, исток или запад) имати било какав утицај на комбиновану индуктивност ове индукционе индукције. За оне који грешком одговорити на "да" на ово питање, погледајте Фарадаиов закон о електромагнетној индукцији: тај индуковани напон се јавља само у случају промене магнетног флукса током времена и да је земаљско магнетско поље константно (за све практичне сврхе).

Следеће питање доводи студенте да размишљају о узајамној индуктивности као функцији физичког угла између два индукторка и повезују образац (анализиран у три тачке) на уобичајене триг функције. Овај облик размишљања је веома користан у решавању проблема, јер је способност видети обрасце као функција одређене варијабле (као што је угао) први корак у математичком моделирању система.

Питање 12

Објасните која индуктивност цурења је, у систему од два или више узајамно склопљених индуктора (као што је трансформатор ). У трансформатору, да ли је индукциона цурења добра или лоша ствар?

Открити одговор Сакриј одговор

"Индуктивност пропуштања" је индуктивност која није узајамна између склопљених индуктора. То је узроковано магнетним флуксом произведеним од стране једног завојница који не "повезује" са окретима другог намотаја.

У трансформаторима за дистрибуцију електричне енергије, индуктивност цурења је непожељна. Међутим, постоје неке апликације где је индуктивност цурења пожељан атрибут. Степени трансформатори који се користе за напајање гасних пражњења, на примјер, су намјерно изграђени да имају значајне количине индуктивности цурења.

Напомене:

Након расправе о природи индуктивности цурења (шта то узрокује и како се манифестује у трансформаторском склопу), замолите ученике да објасне зашто не желимо имати индуктивност цурења у трансформатору за дистрибуцију електричне енергије, и зашто желимо да имамо то је у расвјетном трансформатору за гас.

  • ← Претходни радни лист

  • Индек листова

  • Следећи радни лист →