ในวงจรใด ๆ เมื่อปิดสวิตช์แหล่งที่มาของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเช่น แบตเตอรี่ จะเริ่มดันไฟล์ อิเล็กตรอน ในวงจรทั้งหมด ดังนั้นการไหลของกระแสจะเพิ่มขึ้นเพื่อสร้างฟลักซ์แม่เหล็กโดยใช้วงจร ฟลักซ์นี้จะสร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำภายในวงจรเพื่อสร้างฟลักซ์เพื่อ จำกัด ฟลักซ์ที่เพิ่มขึ้น ทิศทางแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะตรงข้ามกับแบตเตอรี่ดังนั้นการไหลของกระแสจะค่อยๆเพิ่มขึ้นแทนที่จะเป็นแบบทันทีทันใด แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำนี้เรียกว่าการเหนี่ยวนำตนเองหรือกลับแรงเคลื่อนไฟฟ้า บทความนี้กล่าวถึงภาพรวมของการเหนี่ยวนำตัวเอง
Self Inductance คืออะไร?
คำจำกัดความ: เมื่อขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้ามีคุณสมบัติเป็นตัวเหนี่ยวนำตัวเองก็จะต้านทานการเปลี่ยนแปลงของการไหลของกระแสเรียกว่าการเหนี่ยวนำตัวเอง สิ่งนี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นเมื่อสร้าง e.m.f ที่เกิดขึ้นเองภายใน ขดลวด . กล่าวอีกนัยหนึ่งก็สามารถกำหนดได้ว่าเมื่อการเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าเกิดขึ้นภายในลวดที่มีกระแสไฟฟ้า
การเหนี่ยวนำตนเอง
เมื่อกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นหรือลดลง e.m.f ที่เกิดขึ้นเองจะต้านทานกระแส โดยทั่วไปเส้นทางของ e.m.f ที่เหนี่ยวนำจะย้อนกลับไปยังแรงดันไฟฟ้าที่ใช้หากกระแสไฟฟ้าสูงขึ้น ในทำนองเดียวกันเส้นทางของการชักนำ e.m.f เป็นไปในทิศทางเดียวกันกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ถ้าการไหลของกระแสลดลง
คุณสมบัติของขดลวดข้างต้นส่วนใหญ่เกิดขึ้นเมื่อการไหลของกระแสเปลี่ยนไปซึ่งเป็น AC แต่ไม่ใช่สำหรับกระแสคงที่หรือ DC การเหนี่ยวนำตัวเองต่อต้านการไหลของกระแสอยู่เสมอดังนั้นจึงเป็นการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่งและหน่วย SI ของการเหนี่ยวนำตัวเองคือ Henry
ทฤษฎีการเหนี่ยวนำตนเอง
เมื่อกระแสไหลตลอดขดลวดก็จะเกิดสนามแม่เหล็กได้ดังนั้นสิ่งนี้จึงขยายออกไปภายนอกจากลวดและสามารถเชื่อมต่อผ่านวงจรอื่น ๆ ได้ สนามแม่เหล็กสามารถจินตนาการได้เหมือนลูปศูนย์กลางของฟลักซ์แม่เหล็กที่ล้อมรอบลวด ตัวที่ใหญ่กว่าจะเชื่อมต่อผ่านทางอื่น ๆ จากลูปเพิ่มเติมของขดลวดที่ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อด้วยตนเองในขดลวดได้
การเหนี่ยวนำตนเองทำงาน
เมื่อการไหลของกระแสภายในขดลวดเปลี่ยนแปลงแล้วแรงดันไฟฟ้าสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดลูปต่างๆของขดลวดได้
ในแง่ของการหาปริมาณผลกระทบของ การเหนี่ยวนำ สูตรการเหนี่ยวนำตัวเองขั้นพื้นฐานด้านล่างจะวัดปริมาณผล
Vล= −Ndϕdt
จากสมการข้างต้น
‘VL’ คือแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำ
‘N’ คือหมายเลข จำนวนรอบภายในขดลวด
'dφ / dt' คืออัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กภายในเวเบอร์ / วินาที
แรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำภายในตัวเหนี่ยวนำยังสามารถหาได้ในรูปของการเหนี่ยวนำและอัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแส
Vล= −Ldidt
การเหนี่ยวนำตัวเองเป็นวิธีการหนึ่งที่ใช้ขดลวดเดี่ยวและโช้ก สำลักสามารถใช้ได้ในวงจร RF เนื่องจากต่อต้านสัญญาณ RF และอนุญาตให้จ่ายกระแส Dc หรือกระแสคงที่
มิติ
หน่วยของการเหนี่ยวนำตัวเองคือ H (Henry) ดังนั้น มิติของการเหนี่ยวนำตนเอง คือ MLสองต-สองถึง-สอง
โดยที่ 'A' คือพื้นที่หน้าตัดของขดลวด
การผลิต e.m.f ที่เหนี่ยวนำภายในวงจรอาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากการปรับเปลี่ยนภายในฟลักซ์แม่เหล็กในวงจรที่อยู่ติดกันเรียกว่าการเหนี่ยวนำร่วมกัน
เรารู้ว่า E = ½ LIสอง
จากสมการข้างต้น L = 2E / Iสอง
L = E / ฉันสอง
= มลสองต-สอง/ถึง2 =มลสองต-สองถึง-สอง
ความสัมพันธ์ระหว่างการเหนี่ยวนำตนเองและการเหนี่ยวนำซึ่งกันและกัน
สมมติว่าไม่มี ของขดลวดในขดลวดปฐมภูมิคือ 'N1' ความยาวคือ 'L' และพื้นที่หน้าตัดคือ 'A' เมื่อกระแสไหลผ่านนี่คือ 'I' แล้วฟลักซ์ที่เชื่อมต่อกับมันจะเป็นได้
Φ = สนามแม่เหล็ก * พื้นที่มีผล
Φ = μoN1I / l × N1A
การเหนี่ยวนำตัวเองของขดลวดปฐมภูมิสามารถหาได้จาก
L1 = ϕ1 / I
L1 = μN12A / ลิตร
ในทำนองเดียวกันสำหรับขดลวดทุติยภูมิ
L2 = μN22A / ลิตร
เมื่อกระแส 'I' จ่ายตลอด 'P' ดังนั้นขดลวดที่เชื่อมต่อกับฟลักซ์ 'S' คือ
ϕs = (μoN1I / l) × N2A
การเหนี่ยวนำร่วมกันสองขดลวดคือ
M = ϕs / I
จากทั้งสมการ od
√L1L2 = μoN1N2A / ล
เมื่อเปรียบเทียบสิ่งนี้ด้วยวิธีการเหนี่ยวนำซึ่งกันและกันเราจะได้
M = √L1L2
ปัจจัย
มีความแตกต่างกัน ปัจจัยที่มีผลต่อขดลวดเหนี่ยวนำตัวเอง ซึ่งรวมถึงสิ่งต่อไปนี้
- หมุนในขดลวด
- พื้นที่ขดลวดเหนี่ยวนำ
- ความยาวม้วน
- วัสดุของขดลวด
หมุนในขดลวด
ความเหนี่ยวนำของขดลวดส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการหมุนของขดลวด ดังนั้นมันจึงเป็นสัดส่วนซึ่งกันและกันเช่น N ∝ L
ค่าความเหนี่ยวนำจะสูงเมื่อการหมุนภายในขดลวดสูง ในทำนองเดียวกันค่าความเหนี่ยวนำจะต่ำเมื่อการหมุนภายในขดลวดต่ำ
พื้นที่ขดลวดเหนี่ยวนำ
เมื่อพื้นที่ของตัวเหนี่ยวนำเพิ่มขึ้นความเหนี่ยวนำของขดลวดจะเพิ่มขึ้น (L∝ N) ถ้าพื้นที่ขดลวดสูงแสดงว่าไม่มี ของเส้นฟลักซ์แม่เหล็กจึงสามารถเกิดฟลักซ์แม่เหล็กได้ ดังนั้นความเหนี่ยวนำจึงสูง
ความยาวม้วน
เมื่อฟลักซ์แม่เหล็กเกิดขึ้นในขดลวดยาวจะมีค่าน้อยกว่าฟลักซ์ที่เหนี่ยวนำภายในขดลวดสั้น เมื่อฟลักซ์แม่เหล็กที่ถูกเหนี่ยวนำลดลงความเหนี่ยวนำของขดลวดจะลดลง ดังนั้นการเหนี่ยวนำของขดลวดจึงแปรผกผันกับการเหนี่ยวนำของขดลวด (L∝ 1 / l)
วัสดุของขดลวด
ความสามารถในการซึมผ่านของวัสดุด้วยขดลวดที่ห่อหุ้มจะมีผลต่อการเหนี่ยวนำและเหนี่ยวนำ e m.f. วัสดุที่มีการซึมผ่านสูงสามารถสร้างความเหนี่ยวนำได้น้อยลง
L ∝ μ0.
เรารู้ว่าμ = μ0μrแล้ว L∝ 1 / μr
ตัวอย่างการเหนี่ยวนำตนเอง
พิจารณาตัวเหนี่ยวนำรวมทั้งลวดทองแดงที่มีรอบ 500 รอบและสร้างฟลักซ์แม่เหล็ก 10 มิลลิวัตต์เมื่อกระแสไฟฟ้ากระแสตรง 10 แอมป์ไหลผ่าน คำนวณการเหนี่ยวนำตัวเองของลวด
โดยใช้ความสัมพันธ์หลักของ L & I สามารถกำหนดความเหนี่ยวนำของขดลวดได้
L = (N Φ) / I
ระบุว่า N = 500 รอบ
Φ = 10 ล้านเวเบอร์ = 0.001 Wb.
ผม = 10 แอมป์
ดังนั้นการเหนี่ยวนำ L = (500 x 0.01) / 10
= 500 ชาติ Henry
การใช้งาน
การประยุกต์ใช้การเหนี่ยวนำตัวเอง รวมสิ่งต่อไปนี้
- การปรับแต่งวงจร
- ตัวเหนี่ยวนำที่ใช้เป็นรีเลย์
- เซนเซอร์
- ลูกปัดเฟอร์ไรต์
- เก็บพลังงานไว้ในอุปกรณ์
- โช้ก
- มอเตอร์เหนี่ยวนำ
- ฟิลเตอร์
- หม้อแปลงไฟฟ้า
ดังนั้นทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับ ภาพรวมของการเหนี่ยวนำตัวเอง . เมื่อการไหลของกระแสภายในขดลวดเปลี่ยนไปฟลักซ์ที่เชื่อมโยงผ่านขดลวดก็จะเปลี่ยนไปด้วย ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้สามารถสร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวดได้ แรงเคลื่อนไฟฟ้านี้เรียกว่าการเหนี่ยวนำตัวเอง นี่คือคำถามสำหรับคุณอะไรคือความแตกต่างระหว่างการเหนี่ยวนำร่วมกันและการเหนี่ยวนำตนเอง?
