Для чего измерять индуктивность

LC-метр

Прибор LC-метр образуется от сокращенных названий измеряемых единиц. Как вы помните, в электронике индуктивность обозначается буквой L, а емкость буквой C. Вот отсюда и пошло название прибора. Или иными словами, LC-метр — это прибор для измерения значений индуктивности и емкости.

Описание LC-метра

На фото он выглядит примерно вот так:

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность

LC-метр на вид напоминает мультиметр. Он также имеет два щупа для измерения значений катушки индуктивности и емкости. Выводы конденсаторов можно пихать либо в отверстия для конденсаторов, там где написано Cx, а можно и напрямую к щупам. Проще и быстрее все-таки подсоединять к щупам. Индуктивность и емкость измеряются очень просто, выставляем предел измерения, покрутив крутилку, и смотрим обозначение на дисплее LC-метра. Как говорится, даже маленький ребенок без труда освоит эту «игрушку».

Как измерить емкость LC-метром

Вот у нас четыре испытуемых конденсатора. Трое из них — неполярные, а один — полярный (черный с серой полосой)

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность

Давайте разберемся с обозначениями на конденсаторе. 0,022 мкФ — это его емкость, то есть 0,022 микрофарад. Далее +-5% — это его погрешность. То есть измеряемое значение может быть на плюс или минус 5% больше или меньше. Если больше или меньше 5 % — значит конденсатор у нас плохой, и его желательно не использовать. Пять процентов от 0,022 — это 0,001. Следовательно, конденсатор можно считать вполне рабочим, если его измеряемая емкость будет находится в диапазоне от 0,021 до 0,023. У нас значение 0,025. Если даже учесть погрешность измерения прибора — это не есть хорошо. Выкидываем его куда подальше. Ах да, обратите внимание на вольты, которые пишутся после процентов. Там написано 200 Вольт — это значит, что он рассчитан на напряжение до 200 Вольт. Если у него в схеме будет на выводах напряжение больше 200 Вольт, то он, скорее всего, выйдет из строя.

Если, например, на конденсаторе указано 220 В, то это — максимальное значение напряжения. С учётом того, что в сетях переменного тока указываются действующие значения, то такой конденсатор не подойдёт для применения при напряжении сети 220 В, так как максимальное значение напряжения в этой сети = 220 В х 1,4 (то есть корень из 2) = 310 В. Конденсатор надо выбрать такой, чтобы он был рассчитан на напряжение намного превышающее 310 Вольт.

Следующий советский конденсатор

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность

0,47 микрофарад. Погрешность +-10 %. Это значит 0,047 в ту и другую сторону. Его можно считать нормальным в диапазоне 0,423-0,517микроФарад. На LC-метре 0,489 — следовательно, он вполне работоспособный.

Следующий импортный конденсатор

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность

И следующий электролитический или, как его называют радиолюбители, электролит. 2,2 микрофарада на 50 Вольт.

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность

Как измерить индуктивность LC-метром

Давайте замеряем индуктивность катушки индуктивности. Берем катушку и цепляемся к ее выводам. 0,029 миллигенри или 29 микрогенри.

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность

Таким же образом можно проверить другие катушки индуктивности.

Где купить LC-метр

В настоящее время прогресс дошел до того, что можно купить универсальный R/L/C/Transistor-metr, который умеет замерять почти все параметры радиоэлектронных компонентов

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность

Ну для эстетов все таки есть нормальные LC-метры, которые в один клик можно приобрести с Китая в интернет-магазине Алиэкспресс 😉

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность

Вот страничка на LC-метры.

Вывод

Катушки индуктивности и конденсаторы — незаменимая вещь в электронике и электротехнике. Очень важно знать их параметры, потому как малейшее отклонение параметра от значения написанного на них может сильно изменить работу схемы, особенно это касается приемопередающей аппаратуры. Измеряйте, измеряйте и еще раз измеряйте!

Источник

Индуктивность: формула

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность

Введение

Если бы кому-нибудь пришла в голову идея провести опрос населения Земли на тему «Что вы знаете об индуктивности?», то подавляющее число опрашиваемых просто пожало бы плечами. А ведь это второй по многочисленности вслед за транзисторами технический элемент, на котором зиждется современная цивилизация! Любители детективов, припомнив, что в своей юности зачитывались захватывающими рассказами сэра Артура Конан Дойла о приключениях знаменитого сыщика Шерлока Холмса, с разной степенью уверенности пробормочут что-то о методе, которым вышеозначенный сыщик пользовался. При этом подразумевая метод дедукции, который, наравне с методом индукции, является основным методом познания в западной философии Нового времени.

При методе индукции происходит исследование отдельных фактов, принципов и формирование общих теоретических концепций на основе полученных результатов (от частного к общему). Метод дедукции, наоборот, предполагает исследование от общих принципов, законов, когда положения теории распределяются на отдельные явления.

Следует отметить, что индукция, в смысле метода, не имеет сколько-нибудь прямого отношения к индуктивности, просто они имеют общий латинский корень inductio — наведение, побуждение — и обозначают совершенно разные понятия.

Лишь малая часть опрашиваемых из числа носителей точных наук — профессиональных физиков, инженеров-электротехников, радиоинженеров и студентов этих направлений — смогут дать внятный ответ на этот вопрос, а некоторые из них готовы прочитать с ходу целую лекцию на эту тему.

В физике индуктивность, или коэффициент самоиндукции, определяется как коэффициент пропорциональности L между магнитным потоком Ф вокруг проводника с током и порождающим его током I или — в более строгой формулировке — это коэффициент пропорциональности между электрическим током, текущим в каком-либо замкнутом контуре, и магнитным потоком, создаваемым этим током:

Для понимания физической роли катушки индуктивности в электрических цепях можно использовать аналогию формулы энергии, запасаемой в ней при протекании тока I, с формулой механической кинетической энергии тела.

При заданной силе тока I индуктивность L определяет энергию магнитного поля W, создаваемого этим током I:

Аналогично, механическая кинетическая энергия тела определяется массой тела m и его скоростью V:

То есть индуктивность, подобно массе, не позволяет энергии магнитного поля мгновенно увеличиться, равно как и масса не позволяет проделать такое с кинетической энергией тела.

Проведём исследование поведения тока в индуктивности:

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивностьРис. 1. Электрическая схема эксперимента

Рис. 2. Физическая реализация эксперимента

Рис. 3. Осциллограмма тока через индуктивность. Желтая осциллограмма — выход сигнал-генератора, голубая — сигнал на резисторе.

Из-за инерционности индуктивности происходит затягивание фронтов входного напряжения. Такая цепь в автоматике и радиотехнике называется интегрирующей, и применяется для выполнения математической операции интегрирования.

Проведём исследование напряжения на катушке индуктивности:

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивностьРис. 4. Электрическая схема эксперимента

Рис. 6. Осциллограмма напряжения на индуктивности (голубая)

В моменты подачи и снятия напряжения из-за присущей катушкам индуктивности ЭДС самоиндукции, возникают выбросы напряжения. Такая цепь в автоматике и радиотехнике называется дифференцирующей, и применяется в автоматике для корректировки процессов в управляемом объекте, носящих быстрый характер.

Рис. 5. По большому счёту, во всех генераторах электрического тока любого типа, равно как и в электродвигателях, их обмотки представляют собой катушки индуктивности.

Общие сведения

Для того чтобы понять, от чего зависит индуктивность катушки, необходимо подробно изучить всю информацию об этой физической величине. Первым делом следует рассмотреть принятое международное обозначение параметра, его назначение, характеристики и единицы измерения.

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивностьПервая буква фамилии другого знаменитого физика — Эмилия Ленца — была взята в качестве обозначения индуктивности в формулах и при проведении расчётов. В наше время символ L продолжает использоваться при упоминании этого параметра.

Выдающийся американский физик Джозеф Генри первым обнаружил явление индуктивности. В его честь физики назвали единицу измерения в международной СИ, которая чаще всего используется в расчётах. В других системах (гауссова и СГС) индуктивность измеряют в сантиметрах. Для упрощения вычислений было принято соотношение, в котором 1 см равняется 1 наногенри. Очень редко используемая система СГСЭ оставляет коэффициент самоиндукции без каких-либо единиц измерения или использует величину статгенри. Она зависит от нескольких параметров и приблизительно равняется 89875520000 генри.

Среди основных свойств индуктивности выделяются:

Индуктивность соленоида

Катушка в форме соленоида (конечной длины).

где V=Sl <\displaystyle V=Sl>− объём катушки. Отсюда следует формула для индуктивности соленоида (без сердечника):

Если катушка внутри полностью заполнена магнитным материалом (сердечником), то индуктивность отличается на множитель μ <\displaystyle \mu >— относительную магнитную проницаемость сердечника:

В случае, когда μ>>1<\displaystyle \mu >>1>, можно (следует) под S понимать площадь сечения сердечника и пользоваться данной формулой даже при толстой намотке, если только полная площадь сечения катушки не превосходит площади сечения сердечника во много раз.

Одновитковой контур и катушка

Индуктивность контура, представляющего виток провода, зависит от величины протекающего тока и магнитного потока, пронизывающего контур. Для индуктивности контура формула определяет параметр, соответственно, через поток и силу тока:

Ослабление магнитного потока из-за диамагнитных свойств окружающей среды снижает индуктивность.

Параметр для многовитковой катушки пропорционален квадрату количества витков, поскольку увеличивается не только магнитный поток от каждого витка, но и потокосцепление:

Для того чтобы рассчитать индуктивность катушки формула должна учитывать не только количество витков, но и тип намотки и геометрические размеры.

Индуктивность и конденсатор

Токоведущие элементы устройства способны создавать его собственную индуктивность. Это такие конструктивные части, как кладки, соединительные шины, токоотводы, выводы и предохранители. Можно создать дополнительную индуктивность конденсатора путем присоединения шин. Режим работы электрической цепи зависит от индуктивности, емкости и активного сопротивления. Формула расчета индуктивности, которая возникает при приближении к резонансной частоте, следующая:

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность

где Ce определяет эффективную емкость конденсатора, C показывает действительную емкость, f – это частота, L – индуктивность.

Значение индуктивности всегда должно учитываться при работе с силовыми конденсаторами. Для импульсных конденсаторов наиболее важна величина собственной индуктивности. Их разряд приходится на индуктивный контур и имеет два вида – апериодический и колебательный.

Индуктивность в конденсаторе находится в зависимости от схемы соединения элементов в нем. Например, при параллельном соединении секций и шин эта величина равна сумме индуктивностей пакета главных шин и выводов. Чтобы найти такого рода индуктивность, формула следующая:

где Lk показывает индуктивность устройства, Lp –пакета, Lm – главных шин, а Lb – индуктивность выводов.

Если при параллельном соединении ток шины меняется по ее длине, то тогда эквивалентная индуктивность определяется так:

Lk = Lc : n + µ0 l х d : (3b) + Lb,

где l – длина шин, b – ее ширина, а d – расстояние между шинами.

Индуктивность соленоида

Катушка в форме соленоида (конечной длины).

где V=Sl <\displaystyle V=Sl>− объём катушки. Отсюда следует формула для индуктивности соленоида (без сердечника):

Если катушка внутри полностью заполнена магнитным сердечником, то индуктивность отличается на множитель μ <\displaystyle \mu >— относительную магнитную проницаемость сердечника:

В случае, когда μ>>1<\displaystyle \mu >>1>, под S можно понимать площадь сечения сердечника и пользоваться данной формулой даже при толстой намотке, если только полная площадь сечения катушки не превосходит площади сечения сердечника во много раз.

Применение катушек в технике

Явление электромагнитной индукции известно уже давно и широко применяется в технике. Примеры использования:

Самоиндукция и измерение индуктивности

Индуктивностью называется величина, которая равна отношению магнитного потока, проходящего по всем виткам контура к силе тока:

Индуктивность контура находится в зависимости от формы, размеров контура и от магнитных свойств среды, в которой он находится. Если в замкнутом контуре протекает электрический ток, то возникает изменяющееся магнитное поле. Это впоследствии приведет к возникновению ЭДС. Рождение индукционного тока в замкнутом контуре носит название «самоиндукция». По правилу Ленца величина не дает изменяться току в контуре. Если обнаруживается самоиндукция, то можно применять электрическую цепь, в которой параллельно включены резистор и катушка с железным сердечником. Последовательно с ними подсоединены и электрические лампы. В этом случае сопротивление резистора равно сопротивлению на постоянном токе катушки. Результатом будет яркое горение ламп. Явление самоиндукции занимает одно из главных мест в радиотехнике и электротехнике.

Индуктивное сопротивление – как его найти

Реальная катушка имеет не только реактивное, но и обычное сопротивление. Индуктивное сопротивление определяется по формуле:

Здесь употреблены следующие обозначения:

Надо отметить, что величина (2*П*v) представляют собой круговую частоту, которую обозначают греческим символом «омега».

Катушки с различными сердечниками

Рассматриваемая величина подчиняется закону Ома. Формула выглядит так:

I, U представляют собой ток и напряжение, XL – это индуктивное сопротивление.

Конфигурация магнитного поля катушки

Для определения искомой величины можно воспользоваться приведенными формулами. При этом можно воспользоваться амперметром и вольтметром. Первый из них надо включить последовательно, второй — параллельно.

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность

При этом необходимо учитывать следующее. На самом деле, в цепи, в которую включена индуктивность, действует два вида сопротивления: активное и реактивное. Измерив ток и напряжение, можно определить их результирующую величину. Нужно помнить, что она не является их простой суммой.

Дело в том, что в переменной цепи, где имеется только катушка и нет конденсатора, напряжение находится впереди тока на четверть периода колебания. Эта величина равна 90 градусам.

Полное сопротивление определяется следующим образом. Для этого необходимо нарисовать соответствующую диаграмму. Если по горизонтали отложить величину обычного, а по вертикали — реактивного, а затем по этим векторам построить прямоугольник, то длина его диагонали будет равна полному значению.

Магнитное поле провода

К примеру, если подобрать элементы цепи таким образом, чтобы по абсолютной величине обе этих величины были равны, то искомая часть определится как их полное значение, умноженное на квадратный корень из двух.

Для того, чтобы получить информацию о зависимости индуктивного сопротивления от частоты, возможно воспользоваться осциллографом.

При использовании переменного тока необходимо учитывать не только обычное, но и индуктивное сопротивление. Оно возникает в том случае, если в электрической цепи присутствует катушка.

Индуктивность, ее единица си. Индуктивность длинного соленоида.

—магнитный поток, — ток в контуре, — индуктивность.

Нередко говорят об индуктивности прямого длинного провода(см.). В этом случае и других (особенно — в не отвечающих квазистационарному приближению) случаях, когда замкнутый контур непросто адекватно и однозначно указать, приведенное выше определение требует особых уточнений; отчасти полезным для этого оказывается подход (упоминаемый ниже), связывающий индуктивность с энергией магнитного поля.

Через индуктивность выражается ЭДС самоиндукции в контуре, возникающая при изменении в нём тока :

Из этой формулы следует, что индуктивность численно равна ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1 А за 1 с.

При заданной силе тока индуктивность определяет энергию магнитного поля, создаваемого этим током :

Колебательный контур

Емкость и индуктивный элемент, соединенные в цепь, образуют колебательный контур с резко выраженными частотными свойствами и будут являться резонансной системой. В качестве системы используется конденсатор, изменяя емкость которого, можно производить коррекцию частотных свойств.

Если измерить резонансную частоту, используя известный конденсатор, то можно определить индуктивность катушки.

Индуктивность – важнейший элемент в разных областях электротехники. Для правильного применения нужно знать все параметры используемых элементов.

Устройство, которое позволяет определить параметры катушек индуктивности, в том числе добротность, может называться L-метр или Q-метр.

Как произвести пересчет катушек индуктивности (однослойных, цилиндрических)

Необходимость в пересчете катушек индуктивности возникает при отсутствии нужного диаметра провода, указанного в описании конструкции, и замене его проводом другого диаметра; при изменении диаметра каркаса катушки.

Если отсутствует провод нужного диаметра, что является наиболее частой причиной пересчета катушек, можно воспользоваться проводом другого диаметра.

Изменение диаметра провода в пределах до 25% в ту или другую сторону вполне допустимо и в большинстве конструкций не отражается на качестве их работы. Более того, увеличение диаметра провода допустимо во всех случаях, так как оно уменьшает омическое сопротивление катушки и повышает ее добротность.

Уменьшение же диаметра ухудшает добротность и увеличивает плотность тока на единицу сечения провода, которая не может быть больше определенной допустимой величины.

Пересчет числа витков однослойной цилиндрической катушки при замене провода одного диаметра другим производится по формуле:

В качестве примера произведем пересчет числа витков катушки, изображенной на рис. 1, для провода диаметром 0,8 мм:

(длина намотки l= 18 X 0,8 = 14,4 мм, или 1,44 см).

Таким образом, число витков и длина намотки несколько уменьшились. Для проверки правильности пересчета рекомендуется выполнить новый расчет катушки с измененным диаметром провода:

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность

При пересчете катушки, связанном с изменением ее диаметра, следует пользоваться процентной зависимостью между диаметром и числом витков катушки.

Эта зависимость заключается в следующем: при увеличении диаметра катушки на определенное число процентов количество витков ее уменьшается на столько же процентов, и, наоборот, при уменьшении диаметра увеличивается число витков на равное число процентов. Для упрощения расчетов за диаметр катушки можно принимать диаметр каркаса.

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность

Рис. 2. Катушки индуктивности. Пример.

Так, для примера произведем пересчет числа витков катушки (рис. 2, а), имеющей диаметр 1,5 см, на диаметр, равный 1,8 см (рис. 2, б). Согласно условиям пересчета диаметр каркаса увеличивается на 3 мм, или на 20%.

Следовательно, для сохранения неизменной величины индуктивности этой катушки при намотке ее на каркасе большего диаметра нужно уменьшить число витков на 20%, или на 8 витков. Таким образом, новая катушка будет иметь 32 витка.

Проверим пересчет н установим погрешность, допущенную в результате пересчета. Катушка (см. рис. 2, а) имеет индуктивность:

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность

Новая катушка на каркасе с увеличенным диаметром:

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность

Ошибка при пересчете составляет 0,25 мкГн, что вполне допустимо для расчетов в радиолюбительской практике.

Индуктивность прямолинейного провода круглого сечения

При расчёте индуктивности необходимо разделять индуктивность на постоянном токе и индуктивность на высокой частоте. Под высокой частотой следует понимать такую частоту, на которой толщина скин-слоя меньше размеров поперечного сечения провода. В случае если толщина скин-слоя больше поперечных размеров провода, то можно вести расчёт для постоянного тока.

В случае постоянного тока или тока низкой частоты индуктивность составит

где μ – магнитная постоянная, μ = 4π•10-7 Гн/м;

l – длина провода, м;

d – диаметр провода, м.

Как я уже говорил, на величину индуктивности влияет частота переменного тока, поэтому в случае необходимости рассчитать индуктивность на любой частоте применяется следующее выражение

где ξ – коэффициент, вносящий поправку на распространение переменного тока по сечению провода. Данный коэффициент зависит от величины k*r, где

d = 2r – диаметр поперечного сечения провода, м.

где ω – угловая частота переменного тока, ω = 2πf;

μ – магнитная постоянная, μ = 4π•10-7 Гн/м;

γ – удельная проводимость вещества проводника.

Пример. Необходимо рассчитать индуктивность прямолинейного провода круглого сечения из меди (γ = 5,81*107 См/м) диаметром d = 2 мм и длиной l = 4 м, при постоянном токе и токе частотой f = 50 кГц.

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность

На постоянном токе

Способы расчёта

Существует несколько основных способов определить индуктивность катушки. Все формулы, которые будут использоваться в расчётах, легко можно найти в справочной литературе или интернете. Весь процесс вычисления довольно простой и не составит труда для людей, имеющих элементарные математические и физические знания.

Через силу тока

Этот расчёт считается самым простым способом определения индуктивности катушки. Формула через силу тока вытекает из самого термина. Какова индуктивность катушки — можно определить по формуле: L=Ф/I, где:

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность

Соленоид конечной длины

Соленоид представляет собой тонкую длинную катушку, где толщина обмотки значительно меньше диаметра. В этом случае расчёты ведутся по той же формуле, что и через силу тока, только величина магнитного потока будет определяться следующим образом: Ф=µ0NS/l, где:

Катушка с тороидальным сердечником

В большинстве случаев тороидальная катушка наматывается на сердечник, изготовленный из материала, обладающего большой магнитной проницаемостью. В этом случае для расчётов индуктивности можно использовать формулу для прямого соленоида бесконечной длины. Она имеет такой вид: L=N µ0 µS/2 πr, где:

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность

Длинный проводник

Большинство таких квазилинейных проводников имеет круглое сечение. В этом случае величина коэффициента самоиндукции будет определяться по стандартной формуле для приближённых расчётов: L= µ0l (µelnl/r+ µi/4)/2 π. Здесь используются следующие обозначения:

В чем измеряется индуктивность катушки

Понятие индуктивности. Единицы измерения. Катушки индуктивности. (10+)

Индуктивность. Понятие. Единицы измерения

Материал является пояснением и дополнением к статье:Единицы измерения физических величин в радиоэлектронике Единицы измерения и соотношения физических величин, применяемых в радиотехника.

В самом начале изучения электричества исследователи заметили, что мотки провода при подаче на них напряжения ведут себя странно. Сила тока через них не подчиняется классическому закону Ома. Электрический ток не возникает сразу после подачи напряжения, а нарастает постепенно со временем. Прекратить этот ток тоже непросто. При разрыве цепи возникает искра в месте разрыва. Создается впечатление, что электрический ток в мотке провода обладает инерцией. Теоретические изыскания подтвердили это наблюдение. В катушках индуктивности после подачи на них напряжения происходит накопление энергии в магнитном поле и постепенный рост электрического тока. Если внешний источник отключить, то катушка продолжает поддерживать на своих вывода напряжение достаточное для постепенного убывания силы тока по мере исчерпания накопленной энергии. Если в цепи разрыв, то скачек напряжения может быть очень большим. Теоретические он должен быть бесконечным, но на практике либо происходит пробой места разрыва или изоляции самой катушки, либо вся энергия поглощается паразитными емкостями между витками.

Добротность катушки

Одно из важнейших качеств катушек – это добротность. Данный параметр представляет собой отношение реактивного (индуктивного) сопротивления к активному. Активное сопротивление – это сопротивление проводника, из которого выполнен элемент, его можно считать постоянным, за исключением температурного коэффициента сопротивления материала, из которого выполнен провод.

Реактивное сопротивление прямо пропорционально частоте. Формула расчета добротности выглядит следующим образом:

Обратите внимание! С ростом частоты сигнала добротность катушки индуктивности возрастает

Работа на постоянном и переменном токе

Магнитное поле, которое создается внутри катушки, направлено вдоль оси, и равно:

где µ0 – это магнитная проницаемость вакуума, n – это число витков, а I – значение тока.

Когда ток движется по соленоиду, то катушка запасает энергию, которая равна работе, необходимая для установления тока. Чтобы вычислить в этом случае индуктивность, формула используется следующая:

где L показывает значение индуктивности, а E – запасающую энергию.

ЭДС самоиндукции возникает при изменении тока в соленоиде.

В случае работы на переменном токе появляется переменное магнитное поле. Направление силы притяжения может изменяться, а может оставаться неизменным. Первый случай возникает при использовании соленоида как электромагнита. А второй, когда якорь сделан из магнитомягкого материала. Соленоид на переменном токе имеет комплексное сопротивление, в которое включаются сопротивление обмотки и ее индуктивность.

Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность Для чего измерять индуктивность. Смотреть фото Для чего измерять индуктивность. Смотреть картинку Для чего измерять индуктивность. Картинка про Для чего измерять индуктивность. Фото Для чего измерять индуктивность

Самое распространенное применение соленоидов первого типа (постоянного тока) — это в роли поступательного силового электропривода. Сила зависит от строения сердечника и корпуса. Примерами использования являются работа ножниц при отрезании чеков в кассовых аппаратах, клапаны в двигателях и гидравлических системах, язычки замков. Соленоиды второго типа применяются как индукторы для индукционного нагрева в тигельных печах.

Цепь переменного тока

В цепи переменного сигнала напряжение и ток описываются с помощью следующих формул: U = Um*sin w*t и I = Im**sin w*, где: Um и Im — мгновенные значения величин (измеренные в определённое значение времени), а w — циклическая частота. Подставляя эти формулы в выражение для нахождения мощности, можно получить следующее: P = Um*Im *sin2w*t = U*I — U*I *cos2w*t, где U*I = Um*Im/2.

Подставив эти выражения в главную формулу можно получить следующее реактивное обозначение мощности Q = Um*Im*sinw*t*cosw*t = Um*Im*sin2w*t/2 = U*I *sin2w*t. Проанализировав это математическое определение, можно установить, что реактивная энергия состоит только из переменной части, которая изменяется с удвоенной частотой, при этом её среднее значение равно нулю.

В электротехнике существует такое понятие, как треугольник мощности. Представляет он собой прямоугольную геометрическую фигуру, катетами которой являются Q и P, а гипотенузой S. Угол между катетом и гипотенузой обозначается φ. Исходя из того, мощность равна:

Применив теорему Пифагора, получится формула для нахождения полной мощности S = (P 2 + Q 2)½.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *