Ей там! Аз съм доставчик на въздушна намотка и днес ще говоря как да изчисля коефициента на свързване между две въздушни намотки. Това е тема, която е супер важна в света на електрониката, особено когато се занимавате с неща като трансформатори и резонансни схеми.
Първо, нека бързо да разберем какви са въздушните бобини. Въздушни намотки, известни още катоИндуктор за въздушна рана, основно са намотки от тел, които имат въздух като основен материал. Те са доста често срещани в куп електронни приложения, защото нямат загуби, които идват с магнитни ядра.
Сега коефициентът на свързване, обикновено обозначен като „K“, е мярка за това колко добре магнитното поле от едната намотка се свързва с другия. Той варира от 0 до 1. Стойност 0 означава, че изобщо няма свързване, докато стойност 1 означава перфектно свързване.
Основите на магнитното свързване
Когато имате две въздушни намотки, близо една до друга, токът, преминаващ през една намотка, създава магнитно поле. Част от това магнитно поле преминава през другата намотка и предизвиква електромоторна сила (EMF) в него. Това е цялата идея зад магнитното свързване.
Да речем, че имаме две намотки, намотка 1 и бобина 2. Взаимната индуктивност (М) между тези две намотки е ключов фактор за изчисляване на коефициента на свързване. Взаимната индуктивност е мярка за това колко магнитното поле от едната намотка може да предизвика напрежение в другата.
Формулата за коефициент на свързване
Формулата за изчисляване на коефициента на свързване е:
[k = \ frac {m} {\ sqrt {l_1l_2}}]
Къде:
- (k) е коефициентът на свързване
- (M) е взаимната индуктивност между двете бобини
- (L_1) е самостоятелността на намотката 1
- (L_2) е самостоятелността на бобината 2
Така че, за да намерим коефициента на свързване, първо трябва да разберем взаимната индуктивност и самостоятелното индуктиране на двете намотки.
Изчисляване на себе си - индуктивност
Самостоятелната индуктивност на въздушната намотка може да се изчисли, като се използват различни формули в зависимост от формата на бобината. За обикновен соленоид (дълга цилиндрична намотка) формулата за индуктивност на самостоятелната индуктивност е:
[L = \ frac {\ mu_0n^2a} {l}]
Къде:
- (L) е самостоятелността
- (\ mu_0 = 4 \ pi \ times10^{- 7} \ mathrm {h/m}) е пропускливостта на свободното пространство
- (N) е броят на завоите в намотката
- А) е кръстосаната зона на секцията на бобината
- (L) е дължината на бобината
Да речем, че имаме соленоид със 100 оборота, крос -секция на (10^{ - 4} \ Mathrm {M}^2) и дължина 0,1 m. Можем да изчислим неговата собствена индуктивност по този начин:
[L = \ frac {4 \ pi \ times10^{-7} \ times (100)^2 \ times10^{-4}} {0.1}]
[L = 4 \ pi \ 10 ^ {- 7} \ mathrm {h} \ приблизително1.26 \ times10 ^ {- 6} \ mathrm {h}
Измерване на взаимната индуктивност
Измерването на взаимната индуктивност може да бъде малко сложно. Един от начините е използването на верига с променлив източник. Можете да свържете една намотка към източника на променлив ток и да измерите индуцираното напрежение в другата намотка.
Индуцираното напрежение (V_2) в бобина 2 поради тока (I_1) в бобина 1 се дава от (V_2 = M \ frac {di_1} {dt}). Ако приложим синусоидален ток (i_1 = i_ {10} \ sin (\ omega t)), тогава (\ frac {di_1} {dt} = \ omega i_ {10} \ cos (\ omega t)). Стойността на RMS на индуцираното напрежение (v_ {2rms}) и стойността на RMS на тока (i_ {1rms}) са свързани с (v_ {2rms} = \ omega mi_ {1rms}). И така, можем да измерим (v_ {2rms}) и (i_ {1rms}) и честотата (f) (тъй като (\ omega = 2 \ pi f)), за да намерим (m).
Фактори, влияещи върху коефициента на свързване
Има няколко фактора, които могат да повлияят на коефициента на свързване между две въздушни намотки.
Разстояние между намотките
Колкото по -близо са двете намотки, толкова по -голям е коефициентът на свързване. Тъй като разстоянието между тях се увеличава, магнитното поле от едната намотка, която преминава през другата, намалява и свързването.
Ориентация на намотките
Ориентацията на намотките също има значение. Ако намотките са успоредни една на друга, свързването обикновено е по -високо, отколкото ако са перпендикулярни. Когато са перпендикулярни, магнитните полеви линии от едната намотка са по -малко вероятно да преминат през другата.
Размер и форма на намотките
Размерът и формата на намотките могат да повлияят на свързването. По -големите намотки или намотки с по -благоприятна форма за взаимодействие с магнитно поле ще имат по -висок коефициент на свързване.
Практически приложения за изчисляване на коефициента на свързване
Познаването на коефициента на свързване е от решаващо значение при много практически приложения.
Трансформатори
При трансформаторите е желателен висок коефициент на свързване, тъй като означава по -ефективен трансфер на енергия от първичната намотка към вторичната намотка. Чрез внимателно проектиране на намотките и тяхното подреждане можем да увеличим свързването и да подобрим производителността на трансформатора.
Резонансни вериги
В резонансни схеми коефициентът на свързване влияе върху характеристиките на резонансите. Може да се регулира, за да се постигне желаната честотна характеристика и честотна лента.
Съвети за проектиране на високи въздушни бобини
Ако търсите да проектирате въздушни намотки с висок коефициент на свързване, ето няколко съвета:
- Минимизирайте разстоянието между намотките. Но внимавайте да не ги приближите твърде много, тъй като това може да причини други проблеми като повишен капацитет между намотките.
- Подравнете правилно намотките. Уверете се, че са успоредни и центрирани по отношение един на друг.
- Използвайте по -големи намотки, ако е възможно. Това дава повече площ за взаимодействие на магнитното поле.
Заключение
Изчисляването на коефициента на свързване между две въздушни намотки е важна част от дизайна на електрониката. Разбирайки формулите и факторите, които влияят на свързването, можете да проектирате по -добре - изпълняващи вериги.
Като доставчик на въздушна намотка знам колко е важно да има висококачествени намотки с правилните характеристики на свързване. Независимо дали работите по малък мащабен проект или с голямо приложение на мащаб, наличието на правилни въздушни бобини може да доведе до голяма промяна.
Ако сте на пазара на въздушни бобини или имате въпроси относно коефициентите на свързване и как те са свързани с вашия проект, не се колебайте да се свържете. Тук съм, за да ви помогна да намерите перфектните въздушни бобини за вашите нужди и да ви насочат през процеса на извличане на най -доброто представяне от тях. Нека започнем разговор и да видим как можем да работим заедно, за да постигнем вашите цели.
ЛИТЕРАТУРА
- „Основи на електрическите вериги“ от Чарлз К. Александър и Матей няма Садику
- „Електромагнитни полета и вълни“ от Дейвид К. Ченг
