Induktivlik

Induktivlik ( — taʼsirlash, uygʻotish) — oʻtkazgichdan yasalgan konturdan bir amper tok kuchi oʻtayotganda shu konturni kesib oʻtuvchi magnit maydon induksiyasi oqimini vujudga keltirish xususiyati.(L=dФ/I) [Wb/A=Hn(genri)]

Berk kontur bilan chеgaralangan sirtni kеsib o’tuvchi magnit maydon induktsiya vеktori oqimining har qanday o’zgarishi shu konturda elеktr tokini hosil qiladi (Faradеy tajribalari). Bu tok induktsion tok dеyiladi. Shu tokning qayd qilinishi konturda EYUK mavjud ekanligini bildiradi. Bu EYUK induktsion EYUK dеyiladi.Induktsion tokning hosil bo’lish jarayoniga elеktromagnit induktsiya
hodisasi dеyiladi. 

Induktivlik - bu elektr o'tkazgichning u orqali o'tadigan elektr tokining o'zgarishiga qarshi turish tendentsiyasi. Elektr tokining oqimi o'tkazgich atrofida magnit maydon hosil qiladi. Maydon kuchi oqimning kattaligiga bog'liq va oqimning har qanday o'zgarishini kuzatib boradi. Faradeyning induksiya qonunidan magnit maydonning zanjir orqali har qanday o'zgarishi o'tkazgichlarda elektromotor kuchni (EMF) (kuchlanish) keltirib chiqaradi, bu jarayon elektromagnit induksiya deb nomlanadi. O'zgaruvchan oqim tomonidan yaratilgan bu induktsiya qilingan kuchlanish oqim o'zgarishiga qarshi ta'sir ko'rsatadi. Bu Lenz qonuni bilan aytilgan va kuchlanish qayta EMF deb ataladi.

Induktivlik induktsiya qilingan kuchlanishning uni keltirib chiqaradigan tokning o'zgarish tezligiga nisbati sifatida aniqlanadi. Bu elektron o'tkazgichlarning geometriyasiga va yaqin atrofdagi materiallarning magnit o'tkazuvchanligiga bog'liq bo'lgan mutanosiblik omilidir. zanjirga induktivlikni qo'shish uchun mo'ljallangan elektron komponent induktor deb ataladi. Odatda spiral yoki spiraldan iborat sim.

Atama induktivlik tomonidan kiritilgan Oliver Heaviside 1884 yil May oyida. bu �induktivlik uchun ramzi foydalanish oddiy emas, fizik Heinrich Lenz sharafiga. SI tizimida induktivlik birligi Genri (H), bu oqim sekundiga bir amper tezlikda o'zgarganda, bir volt kuchlanishiga olib keladigan induktivlik miqdori. Bu faradeydan mustaqil ravishda induktivlikni kashf etgan Jozef Genri uchun nomlangan.

Induktivlik manbai 
Supero'tkazuvchilar orqali o'tadigan oqim o'tkazgich atrofida magnit maydon hosil qiladi, bu amper aylanma qonuni bilan tavsiflanadi. O'chirish orqali umumiy magnit oqim Φ magnit oqim zichligining perpendikulyar komponenti va joriy yo'lni qamrab oluvchi sirt maydoni mahsulotiga teng. Agar oqim o'zgarsa, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan magnit oqimi Φ o'zgaradi. Faradey tomonidan induksiya qonuni, elektron orqali oqimning har qanday o'zgarishi an elektromotor kuch (EMF) elektronda, oqim o'zgarishi tezligiga mutanosib

Tenglamadagi salbiy belgi induktsiya qilingan kuchlanish uni yaratgan oqim o'zgarishiga qarshi yo'nalishda ekanligini ko'rsatadi; bu Lenz qonuni deb ataladi. Shuning uchun potentsial orqa EMF deb ataladi. Agar oqim ortib borayotgan bo'lsa, kuchlanish oqim kiradigan o'tkazgichning oxirida ijobiy va u chiqib ketadigan oxirida salbiy bo'lib, oqimni kamaytirishga intiladi. Agar oqim kamayib borayotgan bo'lsa, kuchlanish oxirida ijobiy bo'ladi, bu orqali oqim o'tkazgichni tark etadi va oqimni ushlab turishga intiladi. O'z-o'zini induktivlik, odatda induktivlik deb ataladi, bu induktsiya qilingan kuchlanish va oqimning o'zgarish tezligi o'rtasidagi nisbatdir

Shunday qilib, induktivlik magnit maydoni tufayli o'tkazgich yoki kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim o'zgarishiga qarshi turishga moyil bo'lgan xususiyatdir. SI tizimidagi induktivlik birligi Genri (H), nomidagi Jozef Genri, bu oqim sekundiga bir amper tezlikda o'zgarganda bir voltli kuchlanish hosil qiladigan induktivlik miqdori.

Barcha o'tkazgichlar ba'zi bir induktivlikka ega, ular amaliy elektr qurilmalarida kerakli yoki zararli ta'sir ko'rsatishi mumkin. Zanjirning induktivligi oqim yo'lining geometriyasiga va yaqin atrofdagi materiallarning magnit o'tkazuvchanligiga bog'liq; Supero'tkazuvchilar yaqinidagi temir kabi yuqori o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan ferromagnit materiallar magnit maydon va induktivlikni oshirishga moyildir. Oqimni oshiradigan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan har qanday o'zgarish (umumiy magnit maydon) ma'lum bir oqim tomonidan ishlab chiqarilgan zanjir orqali induktivlikni oshiradi, chunki induktivlik magnit oqimning oqimga nisbatiga ham teng

Induktor-bu magnit oqimni oshirish, kontaktlarning zanglashiga induktivlikni qo'shish uchun shakllangan o'tkazgichdan iborat elektr komponenti. Odatda u spiral yoki spiralga o'ralgan simdan iborat. O'ralgan sim bir xil uzunlikdagi tekis simga qaraganda yuqori induktivlikka ega, chunki magnit maydon chiziqlari zanjirdan bir necha marta o'tadi, u bir nechta oqim aloqalariga ega. Induktivlik to'liq oqim bog'lanishini faraz qilib, spiraldagi burilishlar sonining kvadratiga mutanosibdir.

Spiralning induktivligini ferromagnit materialning magnit yadrosini markazdagi teshikka joylashtirish orqali oshirish mumkin. Bobinning magnit maydoni yadro materialini magnitlaydi, uning magnit domenlarini tekislaydi va yadroning magnit maydoni spiralga qo'shilib, lasan orqali oqimni oshiradi. Bunga ferromagnit yadro induktori deyiladi. Magnit yadro spiralning induktivligini minglab marta oshirishi mumkin.

Agar bir nechta elektr zanjirlari bir-biriga yaqin joylashgan bo'lsa, birining magnit maydoni boshqasidan o'tishi mumkin; bu holda sxemalar induktiv bog'langan deyiladi. Faradeyning induksiya qonuni tufayli bir zanjirdagi tokning o'zgarishi boshqa zanjirdagi magnit oqimning o'zgarishiga olib kelishi va shu bilan boshqa zanjirdagi kuchlanishni keltirib chiqarishi mumkin. Induktivlik tushunchasini bu holda zanjir va zanjirning ,ℓo'zaro induktivligini kontaktlarning ℓzanglashiga olib keladigan kuchlanishning zanjirdagi tokning o'zgarish tezligiga nisbati sifatida aniqlash orqali umumlashtirish mumkin. Bu transformatorning printsipi. Bitta o'tkazgichning o'ziga ta'sirini tavsiflovchi xususiyat aniqroq deyiladi o'z-o'zini induktivlikva o'zgaruvchan tok bilan bitta o'tkazgichning yaqin o'tkazgichlarga ta'sirini tavsiflovchi xususiyatlar deyiladi o'zaro induktivlik.

O'z-o'zini induktivlik va magnit energiya[tahrir] 
Agar induktivlik bilan o'tkazgich orqali oqim ortib borayotgan bo'lsa, o'tkazgich bo'ylab oqimga qarshi bo'lgan polarit bilan kuchlanish paydo bo'ladi—bu o'tkazgichning qarshiligidan kelib chiqadigan har qanday kuchlanish pasayishiga qo'shimcha ravishda. Zanjir orqali oqadigan zaryadlar potentsial energiyani yo'qotadi. Ushbu "potentsial tepalikni" engib o'tish uchun zarur bo'lgan tashqi zanjirdan energiya o'tkazgich atrofidagi ko'paygan magnit maydonda saqlanadi. Shuning uchun induktor energiyani magnit maydonida saqlaydi. Har qanday vaqtda saqlangan energiyaning o'zgarish tezligiga teng bo'lgan magnit maydonga oqib tushadigan quvvat o'tkazgich bo'ylab oqim va kuchlanishning hosilasidir

Dan (1) yuqorida

Oqim bo'lmasa, magnit maydon bo'lmaydi va saqlangan energiya nolga teng. Rezistiv yo'qotishlarni e'tiborsiz qoldirib, u orqali oqim bilan induktivlik bilan saqlanadigan energiya � (Joul, SI bilan o'lchanadi) �induktivlik orqali oqimni noldan o'rnatish uchun zarur bo'lgan ish hajmiga va shuning uchun magnit maydonga teng. Bu tomonidan berilgan:

Agar induktivlik joriy diapazonda doimiy bo'lsa, saqlangan energiya

Shuning uchun induktivlik ma'lum bir oqim uchun magnit maydonda saqlanadigan energiyaga mutanosibdir. Ushbu energiya oqim doimiy bo'lib qolguncha saqlanadi. Agar oqim kamaysa, magnit maydon kamayadi, teskari yo'nalishda o'tkazgichdagi kuchlanishni keltirib chiqaradi, oxirida salbiy, u orqali oqim kiradi va oxirida ijobiy bo'ladi. Bu saqlangan magnit energiyani tashqi zanjirga qaytaradi.

Agar ferromagnit materiallar o'tkazgich yaqinida joylashgan bo'lsa, masalan, magnit yadroli induktorda, yuqoridagi doimiy induktivlik tenglamasi faqat magnit oqimning chiziqli mintaqalari uchun, ferromagnit material to'yingan darajadan past bo'lgan oqimlarda amal qiladi, bu erda induktivlik taxminan doimiy bo'ladi. Agar induktordagi magnit maydon yadro to'yingan darajaga yaqinlashsa, induktivlik oqim bilan o'zgara boshlaydi va integral tenglamadan foydalanish kerak.

Induktiv reaktivlik

O'zgaruvchan tok qo'llaniladigan ideal induktordagi kuchlanish (ko'k) va oqim (qizil) to'lqin shakllari. Oqim kuchlanishni 90 ga kechiktiradi.

Sinusoidal o'zgaruvchan tok (AC) chiziqli induktivlikdan o'tayotganda, induktsiya qilingan orqaEMF ham sinusoidaldir. Agar induktivlik orqali oqim bo'lsa peaksin⁡, u orqali (1) dan kuchlanish yuqorisida [peaksin⁡]=peakcos⁡=peaksin⁡ peakamperlardagi sinusoidal tokning amplitudasi (tepalik qiymati) qayerda, o'zgaruvchan tokning burchak chastotasi, uning hertzdagi chastotasi va nduktivligi.

Shunday qilib induktivlik bo'ylab kuchlanishning amplitudasi (tepalik qiymati)

Induktiv reaktivlik-bu induktorning o'zgaruvchan tokka qarama-qarshiligi. u rezistordagi elektr qarshiligiga o'xshash tarzda, o'zgaruvchan kuchlanishning amplitudasi (tepalik qiymati) ning komponentdagi oqimga nisbati sifatida aniqlanadi

Reaktivlik ohm birliklariga ega. Ko'rinib turibdiki , induktorning induktiv reaktivligi chastota bilan mutanosib ravishda ortadi, shuning uchun induktor chastota oshgani sayin ma'lum bir qo'llaniladigan AC kuchlanish uchun kamroq oqim o'tkazadi. Induktsiya qilingan kuchlanish oqim ortib borayotganda eng katta bo'lganligi sababli, kuchlanish va oqim to'lqin shakllari fazadan tashqarida; kuchlanish cho'qqilari har bir tsiklda oqim cho'qqilariga qaraganda oldinroq sodir bo'ladi. Oqim va induktsiya qilingan kuchlanish o'rtasidagi fazalar farqi =12 radian yoki 90 daraja bo'lib, ideal induktorda oqim kuchlanishni 90 ga kechiktirishini ko'rsatadi.

Induktivlikni hisoblash[tahrir] 
Eng umumiy holatda induktivlikni Maksvell tenglamalaridan hisoblash mumkin. Ko'pgina muhim holatlarni soddalashtirish yordamida hal qilish mumkin. Yuqori chastotali oqimlar hisobga olinadigan joyda, terining ta'siri bilan, sirt oqimining zichligi va magnit maydon Laplas tenglamasini echish orqali olinishi mumkin. Supero'tkazuvchilar ingichka simlar bo'lgan joyda, o'z-o'zini induktivlik hali ham sim radiusiga va simdagi oqimning taqsimlanishiga bog'liq. Ushbu oqim taqsimoti boshqa uzunlik o'lchovlaridan ancha kichik bo'lgan sim radiusi uchun taxminan doimiydir (sim yuzasida yoki hajmida).

To'g'ri bitta simning induktivligi[tahrir] 
Amaliy masala sifatida uzunroq simlar ko'proq induktivlikka ega, qalinroq simlar esa ularning elektr qarshiligiga o'xshash kamroq (garchi munosabatlar chiziqli bo'lmasa ham va uzunlik va diametr qarshilik ko'rsatadigan munosabatlardan farq qiladi).

Simni sxemaning boshqa qismlaridan ajratish har qanday formulalar natijalarida muqarrar xatolarni keltirib chiqaradi. Ushbu induktivlar ko'pincha "qisman induktivlar" deb nomlanadi, qisman o'tkazib yuborilgan butun elektron induktivlikka boshqa hissalarni ko'rib chiqishni rag'batlantirish uchun.

Amaliy formulalar[tahrir] 
Quyidagi formulalarni chiqarish uchun qarang Rosa (1908). to'g'ri simning umumiy past chastotali induktivligi (ichki va tashqi):

DC=200 nHmℓ[ln⁡(2ℓ)−0.75]

qayerda

·        DC nanohenriyadagi "past chastotali" yoki DC induktivligi (nH yoki 10-9 H),

·        ℓ simning uzunligi metrlarda,

·         bu simning radiusi metrlarda (shuning uchun juda kichik o'nlik raqam),

·        doimiy200 nHm-bu bo'sh joyning o'tkazuvchanligi, odatda chaqiriladi o, bo'linadi 2; magnit reaktiv izolyatsiyaning yo'qligida qiymat 200 ning klassik ta'rifidan foydalanganda aniq bo'ladi: 0= h/m, va to'g'ri 7 kasrli joylar 2019-qayta aniqlangan si qiymatidan0-raqamli izolyatsiyaning qiymati. = 1.256 637 06212(19)×10-6 H/m.

Doimiy 0,75-bu bir nechta parametrlarning bitta qiymati; turli xil chastota diapazonlari, turli shakllar yoki juda uzun sim uzunliklari biroz boshqacha doimiylikni talab qiladi (pastga qarang). Ushbu natija radius uzunlikdan ancha kam degan taxminga asoslanadi ℓ, bu simlar va novdalar uchun odatiy holdir. Disklar yoki qalin tsilindrlar biroz boshqacha formulalarga ega.

Etarlicha yuqori chastotalar uchun teri effektlari ichki oqimlarning yo'q bo'lib ketishiga olib keladi va faqat o'tkazgich yuzasida oqimlar qoladi; o'zgaruvchan tok uchun induktivlik, AC keyin juda o'xshash formula bilan beriladi:

AC=200 nHmℓ[ln⁡(2ℓ)−1]

qaerda o'zgaruvchilar ℓva yuqorida bir xil bo'ladi; endi o'zgardi doimiy muddatini eslatma 1, dan 0.75 yuqorida.

Kundalik tajribadan olingan misolda, uzunligi 10 M bo'lgan, 18 AVG simdan yasalgan chiroq simining o'tkazgichlaridan faqat bittasi, agar to'g'ri cho'zilgan bo'lsa, faqat 19 ga yaqin induktivlikka ega bo'ladi.

Manbalar