Međusobna induktivnost

Međusobna induktivnost

U prethodnom vodiču vidjeli smo da induktor stvara inducirani emf u sebi kao rezultat promjene magnetskog polja oko vlastitih zavoja. Kada se ovaj emf izaziva u istom krugu u kojem se mijenja struja, taj se efekt naziva samoindukcija, (L).

Međutim, kada se emf uvodi u susjednu zavojnicu smještenu unutar istog magnetskog polja, kaže se da se emf indukuje magnetskim, induktivnim ili uzajamnom indukcijom, simbolom (M). Kada su dvije ili više zavojnica magnetsko povezane zajedničkim magnetskim tokom, za njih se kaže da imaju svojstvo međusobne induktivnosti.

Međusobna induktivnost osnovna je radna glava transformatora, motora, generatora i bilo koje druge električne komponente koja utječe na drugo magnetsko polje. Tada možemo definirati međusobnu indukciju kao struju koja teče u jednoj zavojnici koja inducira napon u susjednoj zavojnici.

Ali uzajamna induktivnost može biti i loša stvar jer induktivnost „zalutale“ ili „curenja“ iz zavojnice može ometati rad druge susedne komponente pomoću elektromagnetske indukcije, tako da može biti potreban neki oblik električnog probira na potencijal zemlje.

Količina međusobne induktivnosti koja povezuje jednu zavojnicu na drugu jako ovisi o relativnom položaju dva zavojnika. Ako je jedna zavojnica postavljena pored druge zavojnice tako da je njihova fizička udaljenost razdvojena mala, tada će gotovo sav magnetski tok generiran prvom zavojnicom utjecati na okrete zavojnice druge zavojnice što inducira relativno veliki emf i stoga stvara velika vrijednost međusobne induktivnosti.

Isto tako, ako su dvije zavojnice udaljenije jedna od druge ili pod različitim kutovima, količina induciranog magnetskog toka iz prve zavojnice u drugu bit će slabija stvarajući mnogo manji inducirani emf i stoga mnogo manju vrijednost međusobne induktivnosti. Dakle, efekt međusobne induktivnosti jako ovisi o relativnim položajima ili razmaku (S) dviju zavojnica i to je prikazano u nastavku.

Međusobna induktivnost između zavojnica

Međusobna induktivnost koja postoji između dviju zavojnica može se uvelike povećati smještanjem na zajedničko meko željezno jezgro ili povećanjem broja okretaja bilo koje zavojnice kao u transformatoru.

Ako su dvije zavojnice čvrsto namotane jedna preko druge preko uobičajene spojnice mekog željeznog jezgra, smatra se da će gubici uslijed curenja fluksa biti izuzetno mali. Zatim pretpostavljajući savršenu vezu fluksa između dviju zavojnica, može se dati međusobna induktivnost koja postoji između njih.

· Gde:

· Μo je propusnost slobodnog prostora (4.π.10-7)

· Μr je relativna propusnost jezgre od mekog gvožđa

· N je u broju okretaja zavojnice

· A je u presjeku površine m2

· ℓ je dužina zavojnica u metrima

Uzajamna indukcija

Ovdje struja koja teče u zavojnici jedan, L1 postavlja magnetsko polje oko sebe s tim da neke od ovih linija magnetskog polja prolaze kroz zavojnicu dva, L2 daje nam međusobnu induktivnost. Zavojnica jedan ima struju I1 i N1 okretaja dok zavojnica dva ima N2 okreta. Prema tome, međusobna induktivnost, M12 zavojnice dva koja postoji u odnosu na zavojnicu jedna, ovisi o njihovom položaju u odnosu jedan na drugi i dana je kao:

Isto tako, zavojnica koja povezuje fluks jedan, L1 kada struja teče oko zavojnice dva, L2 je potpuno ista kao fluks koji povezuje zavojnicu dva, kada ista struja teče oko zavojnice jedna iznad, tada je međusobna induktivnost zavojnice jedna u odnosu na zavojnicu dva je definiran kao M21. Ta uzajamna induktivnost je istinita bez obzira na veličinu, broj zavoja, relativni položaj ili orijentaciju dva svitka. Zbog toga međusobnu induktivnost između dva namotaja možemo napisati kao: M12 = M21 = M.

Tada možemo vidjeti da samoinduktivnost karakterizira induktor kao element jednog kruga, dok uzajamna induktivnost označava neki oblik magnetske sprege između dva induktora ili zavojnice, ovisno o njihovoj udaljenosti i rasporedu, nadamo se da se sjećamo iz naših tutorijala o elektromagnetima da induktivnost svake pojedinačne zavojnice dana je kao:

Za više informacija kontaktirajte nas na sales@xfullstar.com