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Induzziu: a formula. Measurement of inductance. Inducidenza di u circuitu
Quale in a scola ùn hà micca studiatu fisica? Per quarcunu, era interessante è cumprèvule, è certi persone nantu à i libri di teste, pruvatu d'amparà cuncetti cumplessi cù u core. Ma ogni noi di ricurdò chì u mondu hè basatu nantu à a cunniscenza fisica. Avemu avemu da annunzià parechji cuncetti comu inducanza curretta, inductancia di ciclu, è scuprite chì tipu di capacitaturi sò e quali hè un solenojidu.
Circuitate elettricu è induccione
Meditazione di indutura è inductance
Inductività hè una quantità chì hè uguali à a rapportu di u flussu magneticu chì passa per tutte e volta di u circudu à a currente:
- L = N × F: I.
L'inducidenza di u circulevolicu dipende a forma, grandària di u circudu è nantu à e propietate magnetichi di u mediu in u quale hè situatu. Sì un currente elettricu flussu in un circuitu chjusu, dopu un campu magneticu cambiante. Questu averebbe sussurdevule à l'emergenza di EMF. U nàscita di una corruzzione di induczione in un circuitu chjusu hè chjamatu "induzioni". Sicondu u regula di Lenz, u valore ùn permetti micca l'attuali in u circuitu per cambià. Se se detecta l'auto-inductancia, pò esse uttitu un circuitu elettricu, in quale una resistenza è una bobina cù un core di ferru sò cunnessi in parallelu. In serie cun elli sò ligati è lampi elettrichi. In questu casu, a resistenza di a resistenza hè uguali à a resistenza à a currente diretta di a bobina. U risultatu sarà un incruciutu brillanu di e lampade. U fenomenu di l'auto-induceranza ocu una di i posti principali in ingineru di radio è l'ingenieria elettrica.
Cumu truvà l'induturanza
A formula, chì hè a più sèria per truvà u valore, hè dinò:
- L = F: I,
Induve F hè u flussu magneticu, è sò l'attuali in u circuitu.
Per mezu di l'induzenza, pudemu esse l'EMF di l'induzioni:
- Ei = -L x dI: dt.
A formula ci ponu suggerisce a inferie nantu à l'ugualità numèrica di induczione cù EMF, chì nasce in u circuitu cun cambiamentu in a forza currente da un amperu per u sicondu.
L'inductancia variabile facenu pussibile di truvà l'energia di u campu magneticu:
- W = LI 2 : 2.
"Furicci affranchdu"
A bobina di induceranza hè un filu di curing illate ferrante nantu à una basa sulla. In quantu à l'insulation, l'scelta di u materiale hè larga - hè u vernice, l'insulazione per filu è u tessulu. A magnitudine di u flussu magneticu dep'hè a zona di u cilindru. Se u corrente in a bobina hè crescita, u campu magneticu diventerà più grande è viciversariu.
Se un corpu electricu hè appiicatu à a bobina, una volta à u cuntattu à a currente apparistanu in ellu, ma spicca di sparisce. Stu tipu di stress hè chjamatu forza di l' auto-induczione elettromotiva . Quandu a tensione hè appiicata à a bobina, u mudernu cambia u so valore da 0 à un certu numaru. A tensione di stu mumentu cambia ancu, sicondu a lege di Ohm:
- I = U: R,
Dognu chì caratterisimu a forza attuale, U - mostra a voltazione, a resistenza R-coil.
Ogni fattura particulare di a bobina hè u fattu fattu: se u circuleicu "a fonte" hè stata aperta, l'EMF serà aghjuntu à a tensione. U currente puru cresce in u principiu, è da quì avvicinassi. Questu significa u primu legu di cunghjettu, chì tistimonieghja chì a currente in u inductor ùn cambia micca cambiatamenti instant'à.
A bobina pò esse divisa in dui tipi:
- Cù un punta magnetica. Ferriti è l'attu di ferru cum'è u materiale di u coru. I cores servenu per incrementà a inducanza.
- Cù senza magnetichi. Utilizatu in casu induve l'indudizzioni ùn hè micca più di cinque miligrammi.
I Disposi differenti in l'apparizione è a struttura interna. Sicondu sti paràmetri, l'inductancia di a bobina si trova. A formula in ogni casu hè diversu. Per esempiu, per una sola bobina, a inductancia serà:
- L = 10μ0ΠN2R2: 9R + 10l.
E ora per una formula multiplu:
- L = μ0N 2 R 2 : 2Π (6R + 9l + 10w).
I cunchiudenzi principali di u travagliu di bobbi:
- In a ferrita cilindrica, a inducanza più grande hè questu in u mità.
- Per ottene a inducenza massima, deve vulsione propria di e bobini nantu à a bobina.
- Induduzzione hè menu, u più chjucu u nùmeru di torni.
- In u core toroidali, a distanza entre i turni ùn pò micca ghjucà u rolu di una bobina.
- U valore di l'induzioni depenna da a "gira à a chiazza".
- Se l'inducturi sò cunnessi in serie, u so valori tutale hè uguali à a summa di l'induccioni.
- Quandu si cunghjuntenu in parallelu, averebbe da esse attentu per assicurà chì i inductors sò spazzati solu nantu à u tribunale. Inutili, li so lecturi seranu micca bè cù l'influenza mutuale di i campi magnetichi.
Solenoid
Stu termu riferisce à una stuccatura cilindrica di filu chì pò esse ferita in una o più stati. A larga di u cilindru hè moltu più grande chì u diamitru. A causa di sta funziona, quandu una currente hè appiicata à a cavità sulenocidiale, un campu magneticu hè pruduciutu. U ritmu di cambiamentu di u flussu magneticu hè proporzionale à u cambiamentu in a currente. A induccionità di u solenojde in questu casu hè calculatu cum'è:
- Df: dt = L dl: dt.
Un altru tipo di bobina hè chjamatu accatatore electromagnicu cun un core retractable. In questu casu, u solenocid hè furnutu cun un magnetu ferromagneticu magneticu esternu.
- U primu hè capaci di cuntrullà a prissioni di linea.
- U sicondu mudellu difféttore di l'altru per u cuntrullu furzatu di u embrague in i filtri in torque converters.
- U terzu mudellu cuntene in a so cumpusizioni regulatori di pressioni rispunsevuli di u travagliu di cambià e veloce.
- U quartu hè hydraulicamente cuntrullatu o vale.
Fruttuli necessarii per i calculi
Per truvà l'inductancia di solenoid, a formula si funzione da quì:
- L = μ0n 2 V,
Induve μ0 indica a permeabilità magnetica di u vacuum, n hè u numicu di i ghjorni, è V hè u voluminu di u solenocidu.
Hè ancu possibili à calculà a induccionu di un solenojdus usando una altra formula:
- L = μ0N 2 S: l,
Induve S hè u area di a seccione trasversale, è l hè a longu di u solenocid.
Per truvà l'indutanza di un solenojdus, a furmulazione hè appiicata à qualchissia chì cene à a suluzione à stu prublema.
I travagliu nantu à currente diretta è alterna
U campu magneticu, chì hè creatu in a bobina, hè diretta à u longu à l'assi, è hè uguali à:
- B = μ0nI,
Hè μ0 hè a permeabilità magnetica di u vacuum, n hè u nùmmuru di turnie, è sò u valore correnti.
Quandu i muvimenti attuale à u solenocid, l'energia di l'energia di u bobu, chì hè uguali à u travagliu necessariu per stabilisce a currente. Per calculà a induccione in stu casu, a formula hè aduprata da seguenti:
- E = LI 2 : 2,
L'induve L presenta u valore di l'induduzzione, è E - l'energia di ricchezza.
EMF di l'autoinducción succede quan u correnti in u solenocidi cambia.
In u casu di l'operazione AC, pare un campo magneticu alterne. A direzzione di a forza di l'attrazione pò cambià, o pò stà senza cambià. U primu casu si prisenta quandu un solenojd s'utilice com un electromagnet. È a seconda, quandu l'ancu hè fattu di materiale magneticu rotativu. U solenocidu AC ha una resistenza cumplessa, chì cumporta a resistenza stante è a so inductancia.
L'applicazione più cumuni di i solenoids di u primu tipu (corrente diretta) hè in u rolu di una putenza progresiva. A forza depende da a struttura di u core è corpu. Esempi di utilizazione sò u travagliu di tiseiari à i tagghiarè i cuntrolli in cash registers, valves in motori è sistemi idràulichi, serratge di chjusi. I solenoidi di u secunnu tipu sò usati cum'è inducatori per a crescenza induccionu in bagnate.
Contorni oscillatorii
U circuitu radunctore più sèmplice hè un circuitu oscillatariu sequenziale chì compone di i inductrici inclusi è un capacitore à traversu un fluxu di corrente alterna. Per definisce a inductancia di bobina, a formula hè aduprata da seguenti:
- XL = W x L,
Quandu XL indica a reactància di a bobina, è W hè a freccia circular.
Se a reactància di u capacitore hè adupratu, a furmazione vi pare cusì:
Xc = 1: W x C.
Cù un circuitu osciloscale parallele, sò parechji elementi riattivati cù reattività diverse. L'usu di sti tipu di cuntornu implica sapienziu chì quandu l'inclusión parallella di elementi, hè necessariu di aghjunghje solu a so cuntradità, ma micca a resistenza. À a freccia risonanti, a conductività totali di u circuitu hè cero, chì indetta una resistenza infinitamente larga à a corrente alterna. Per un circuitu chì in capacità (C), a resistenza (R) è a inductancia sò in parallelu cumpressenu, a formula chì combina è Q (Q) hè:
- Q = R√C: L.
Quandu un loop di parallelo opera in un periudu di oscilazioni, un scambiu di energia si trova trà u capacitore è a bobina duie volte. In questu casu, un loop current hè appartitu assai più grande ca u valore curatu in u circuitu esternu.
A funzione di u condenser
U dispusitivu hè una rete di dui rettitùtivi di bassa cunnutturatu è cun un valore variante o capacità constantu. Quandu u capacitore ùn hè micca carricu, a so resistenza hè vicinu à u cero, altri hè un uguali à infinitu. Se a fonte attuale hè disculeghjatu da questu elementu, diventene issa fonte finu à ch'ella hè rimbursatu. L'usu di un capacitore in l'elettronica hè u rolu di filtri chì sguassate u noise. Stu apparecchiu in unità nucleari in u circuitu d'energia hè adupratu per cumpensà u sistema in e cose. Hè basatu nantu à l'abilità di un elementu per passà un cumpunente alterne, ma un correnti micca constante. A più alta a freccia di u cumpunente, a più bassa a resistenza di u capacitore. Comu u risultatu, tutte l'interferenzi chì vanu nantu à a DC voltage sò silenciu per u capacitore.
A resistenza di l'elementu depande di a capacità. Prucessu da questu, sarà più correctu per mette à capacitore cù volumi differenti per piglià parechje tipu d'intirizzioni. A causa di l'abilità di u dispusitivu di trasmette u currente diretta solu durante u periodu di curretta, hè utilizzatu com un elementu di tempu in cunsumu generatori o cum'è un ligame formate di un pulse.
U condensador sò in parechje tipi. In generale, a classificazione hè basatu annantu à u tipu di dielèctrica, chì questu paràmetru determina l'estabilizzione di a capacitanza, a resistenza di u isolu è cusì. A sistematizazione di stu valore hè dinò:
- Condensers avec gasette dielettricu.
- Vacuum.
- U liquid dielèctrica.
- Cù un dielèctricu inorganicu solidu.
- Cù un dielèctricu biulogicu solidu.
- U statu solidu.
- Elettroliticu.
Ci hè una classificazione di capacitanti per propiu (generale o speciale), da a natura di a prutezzione di fatturi straneri (protetti è senza fonti, insulati è micca insulated, stampati è stampati), in a tècnica di muntatura (per cunfratura, stampata, di superficia, cunfitti i terminali, ). Inoltre, i dispusitivi pò esse distinguitu per l'abilità di cambià a capacità:
- E capacitors constantemente, chì hè, chì a capacità da sempre cunsistenti.
- Trimming. A so capacità ùn cambia cù l'operazione di l'equipamentu, ma pò esse agituata una volta o periò.
- Variables. Eccu i capacitaturi chì permettenu un cambià di capacità in u funziunamentu di l'equipamentu.
Inductance e capacitor
Elementi di trasportu currenti di u dispusitivu sò capaci di creà a so propria inductancia. Sò sti piezzi strutturali cum'è a cantelleria, connessione di buses, purteti kurrenti, termali è fusili. Pudete creà inducanza supplementu di u capacitore attache i busbar. U modu di operazione di u circulectricu elettricu dipende nantu à a inducanza, capacitance è resistenza attiva. A formula per u calculà l'indutanza, chì pareva quandu si avvicinavanu a freccia résumant, hè dinò:
- Ce = C: (1 - 4Π 2 f 2 LC),
Oghje Ce determina a capacità effittiva di u capacitore, C indica a capacitance propria, f è a freccia, L è a inductancia.
U valore di a inducerità deve sempre cunsideratu à u travagliu cù capacitore di forza. Per capacitates, u valore di a inducerità intrinsica hè più impurtante. U so purtellu hè cascata nantu à u circudu inductive è hà dui tipi - aperiodic è oscillatò.
L'inducidenza in u capacitore hè dipindenti di u schema di cunnessione di l'elementi in questu. Per esempiu, cù cunnessione parallele di e traversi è autobus, stu valore hè uguali à a summa di l'inducazziunà di u trasportu principali bus è pin. Per truvà una inductancia, a formula hè a seguita:
- Lk = Lp + Lm + Lb,
Ddu Lk ammenta a inducanza di u dispusitivu, Lp-package, Lm-bus principal, è Lb-inductance di i terminali.
Sì, cù una cunnessione parallele, u busu currente varia in a so longu, l'indutanza equivalente hè definitu da a siguenti:
- Lk = Lc: n + μ0 lxd: (3b) + Lb,
Induva l è a durata di i pneumàti, b hè a so larga, è d hè a distanza trà i pneumàti.
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