การเหนี่ยวนำตัวเองและการเหนี่ยวนำซึ่งกันและกัน

EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเอง

ตัวแปรปัจจุบันสร้างตัวแปรเสมอ สนามแม่เหล็กซึ่งมักจะทำให้เกิด อีเอ็มเอฟ... ด้วยการเปลี่ยนแปลงของกระแสในขดลวด (หรือโดยทั่วไปในสายไฟ) ตัวมันเองจะเหนี่ยวนำ EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเอง

เมื่อแรงเคลื่อนไฟฟ้าในขดลวดถูกเหนี่ยวนำโดยการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็ก ขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้านั้นจะขึ้นอยู่กับอัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแส ยิ่งอัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสสูง EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเองก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าของการเหนี่ยวนำตัวเองยังขึ้นอยู่กับจำนวนรอบของขดลวด ความหนาแน่นของขดลวด และขนาดของขดลวด เส้นผ่านศูนย์กลางของขดลวดที่มากขึ้น จำนวนรอบและความหนาแน่นของขดลวดที่มากขึ้น EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเองก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น การพึ่งพา EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเองกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสในขดลวด จำนวนรอบและขนาดของมันมีความสำคัญอย่างยิ่งในด้านวิศวกรรมไฟฟ้า

ทิศทางของแรงเคลื่อนไฟฟ้าของการเหนี่ยวนำตัวเองถูกกำหนดโดยกฎของ Lenz EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเองมีทิศทางที่จะป้องกันการเปลี่ยนแปลงของกระแสที่ก่อให้เกิดมันเสมอ

กล่าวอีกนัยหนึ่งการลดลงของกระแสในขดลวดทำให้เกิด EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเองในทิศทางของกระแสนั่นคือ ป้องกันการลดลง ในทางกลับกัน เมื่อกระแสเพิ่มขึ้นในขดลวด EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเองจะปรากฏขึ้น ตรงกับกระแส นั่นคือป้องกันไม่ให้เพิ่มขึ้น

ไม่ควรลืมว่าถ้ากระแสในขดลวดไม่เปลี่ยนแปลง EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเองจะไม่เกิดขึ้น ปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำตัวเองจะเด่นชัดโดยเฉพาะอย่างยิ่งในวงจรที่มีขดลวดที่มีแกนเหล็ก เนื่องจากเหล็กจะเพิ่มฟลักซ์แม่เหล็กของขดลวดอย่างมีนัยสำคัญ และขนาดของ EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเองก็จะเปลี่ยนไปตามไปด้วย

ตัวเหนี่ยวนำ

ดังนั้นเราจึงรู้ว่าขนาดของ EMF ที่เหนี่ยวนำตัวเองในขดลวดนอกเหนือจากอัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสในนั้น ยังขึ้นอยู่กับขนาดของขดลวดและจำนวนรอบด้วย

ดังนั้นขดลวดที่มีการออกแบบต่างกันที่อัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสเท่ากันจึงสามารถเหนี่ยวนำแรงเคลื่อนไฟฟ้าของการเหนี่ยวนำตัวเองที่มีขนาดต่างกันได้

เพื่อแยกขดลวดออกจากกันโดยความสามารถในการเหนี่ยวนำ EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเองในตัวเอง แนวคิดของขดลวดเหนี่ยวนำหรือค่าสัมประสิทธิ์ของการเหนี่ยวนำตัวเองได้รับการแนะนำ

ค่าความเหนี่ยวนำของขดลวดเป็นปริมาณที่กำหนดคุณสมบัติของขดลวดเพื่อเหนี่ยวนำให้เกิด EMF ของการเหนี่ยวนำในตัวเอง

ความเหนี่ยวนำของขดลวดที่กำหนดเป็นค่าคงที่ โดยไม่ขึ้นกับความแรงของกระแสที่ไหลผ่านและอัตราการเปลี่ยนแปลง

เฮนรี่ - นี่คือการเหนี่ยวนำของขดลวด (หรือลวด) ซึ่งเมื่อความแรงของกระแสเปลี่ยนไป 1 แอมแปร์ใน 1 วินาที EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเอง 1 โวลต์จะเกิดขึ้น

ในทางปฏิบัติ บางครั้งคุณต้องใช้ขดลวด (หรือขดลวด) ที่ไม่มีตัวเหนี่ยวนำ ในกรณีนี้ลวดจะพันบนขดลวดโดยพับไว้สองครั้งก่อนหน้านี้ วิธีการคดเคี้ยวนี้เรียกว่า bifilar

EMF ของการเหนี่ยวนำซึ่งกันและกัน

เรารู้ว่า EMF ของการเหนี่ยวนำในขดลวดไม่ได้เกิดจากการเคลื่อนแม่เหล็กไฟฟ้าในขดลวด แต่เกิดจากการเปลี่ยนกระแสในขดลวดเท่านั้น แต่สิ่งที่จะทำให้เกิด EMF ของการเหนี่ยวนำในขดลวดหนึ่งเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของกระแสในอีกขดลวดหนึ่งไม่จำเป็นต้องใส่อันใดอันหนึ่งลงในอีกอันหนึ่ง แต่คุณสามารถจัดเรียงให้ติดกันได้

และในกรณีนี้ เมื่อกระแสในขดลวดหนึ่งเปลี่ยนไป ฟลักซ์แม่เหล็กสลับที่เกิดขึ้นจะแทรกซึม (ข้าม) การหมุนของขดลวดอีกอันหนึ่งและทำให้เกิด EMF ในนั้น

การเหนี่ยวนำร่วมกันทำให้สามารถเชื่อมต่อวงจรไฟฟ้าต่างๆ โดยใช้สนามแม่เหล็กได้ การเชื่อมต่อนี้เรียกว่าการมีเพศสัมพันธ์แบบอุปนัย

ขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำร่วมกันขึ้นอยู่กับอัตราที่กระแสในขดลวดแรกเปลี่ยนแปลงเป็นหลัก…. ยิ่งการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันเร็วขึ้นเท่าใด EMF ของการเหนี่ยวนำซึ่งกันและกันก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

นอกจากนี้ ขนาดของ EMF การเหนี่ยวนำร่วมจะขึ้นอยู่กับขนาดของการเหนี่ยวนำของขดลวดทั้งสองและตำแหน่งสัมพัทธ์ ตลอดจนการซึมผ่านของแม่เหล็กจากสิ่งแวดล้อม

ดังนั้น คอยล์ซึ่งมีความเหนี่ยวนำและการจัดเรียงร่วมกันที่แตกต่างกันและในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน จึงสามารถเหนี่ยวนำซึ่งกันและกันได้ ขนาดต่างกัน EMF ที่เหนี่ยวนำร่วมกัน

เพื่อให้สามารถแยกความแตกต่างระหว่างขดลวดคู่ต่างๆ โดยความสามารถในการเหนี่ยวนำให้เกิด EMF ร่วมกัน แนวคิดของการเหนี่ยวนำร่วมกันหรือค่าสัมประสิทธิ์การเหนี่ยวนำร่วมกัน

ค่าความเหนี่ยวนำร่วมกันแสดงด้วยตัวอักษร M หน่วยวัด เช่น ค่าความเหนี่ยวนำ คือ เฮนรี

เฮนรี่เป็นตัวเหนี่ยวนำร่วมกันของสองขดลวดที่การเปลี่ยนแปลงของกระแสในขดลวดหนึ่ง 1 แอมป์เป็นเวลา 1 วินาทีทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าของการเหนี่ยวนำร่วมกันเท่ากับ 1 โวลต์ในขดลวดอีกอันหนึ่ง

ขนาดของ EMF ที่เหนี่ยวนำซึ่งกันและกันได้รับผลกระทบจากการซึมผ่านของแม่เหล็กในสิ่งแวดล้อม ยิ่งการซึมผ่านของแม่เหล็กของตัวกลางที่ไหลผ่านฟลักซ์แม่เหล็กสลับระหว่างขดลวดปิดมากเท่าไร การมีเพศสัมพันธ์แบบเหนี่ยวนำของขดลวดก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น และค่า EMF ของการเหนี่ยวนำซึ่งกันและกันก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

งานนี้ขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำร่วมกันในอุปกรณ์ไฟฟ้าที่สำคัญเช่นหม้อแปลง

หลักการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้า

หลักการทำงานของหม้อแปลงขึ้นอยู่กับ ปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า และเป็นดังนี้. ขดลวดสองเส้นพันอยู่บนแกนเหล็ก หนึ่งในนั้นเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ และอีกอันหนึ่งเชื่อมต่อกับอ่างกระแส (ความต้านทาน)

ขดลวดที่เชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับจะสร้างฟลักซ์แม่เหล็กสลับในแกนกลาง ซึ่งเหนี่ยวนำให้เกิด EMF ในขดลวดอีกอันหนึ่ง

ขดลวดที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ AC เรียกว่าขดลวดปฐมภูมิและขดลวดที่ผู้บริโภคเชื่อมต่ออยู่เรียกว่าขดลวดทุติยภูมิ แต่เนื่องจากฟลักซ์แม่เหล็กสลับแทรกซึมขดลวดทั้งสองพร้อมกัน จึงเกิด EMF สลับกันในแต่ละขดลวด

ขนาดของ EMF ของแต่ละรอบ เช่นเดียวกับ EMF ของขดลวดทั้งหมด ขึ้นอยู่กับขนาดของฟลักซ์แม่เหล็กที่ทะลุผ่านขดลวดและอัตราการเปลี่ยนแปลงอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กขึ้นอยู่กับความถี่ของกระแสสลับโดยตรงสำหรับกระแสที่กำหนด ขนาดของฟลักซ์แม่เหล็กจะคงที่สำหรับหม้อแปลงนี้เช่นกัน ดังนั้นในหม้อแปลงที่พิจารณา EMF ในแต่ละขดลวดจะขึ้นอยู่กับจำนวนรอบเท่านั้น

อัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าปฐมภูมิต่อแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิเท่ากับอัตราส่วนของจำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิ เรียกความสัมพันธ์นี้ว่า ปัจจัยการเปลี่ยนแปลง (K).

หากแรงดันไฟฟ้าหลักถูกนำไปใช้กับหนึ่งในขดลวดของหม้อแปลง แรงดันไฟฟ้าจะถูกลบออกจากขดลวดอื่น ซึ่งมากกว่าหรือน้อยกว่าแรงดันไฟหลักหลายเท่าตามจำนวนรอบของขดลวดทุติยภูมิที่มากกว่าหรือ น้อย.

หากแรงดันไฟฟ้าถูกลบออกจากขดลวดทุติยภูมิที่มากกว่าที่จ่ายให้กับขดลวดปฐมภูมิ หม้อแปลงดังกล่าวจะเรียกว่า step-up ในทางตรงกันข้าม หากแรงดันไฟฟ้าถูกลบออกจากขดลวดทุติยภูมิ น้อยกว่ากระแสไฟฟ้าหลัก หม้อแปลงดังกล่าวจะเรียกว่า step-down หม้อแปลงแต่ละตัวสามารถใช้เป็นสเต็ปอัพหรือสเต็ปดาวน์ได้

อัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงมักจะระบุไว้ในพาสปอร์ตของหม้อแปลงเป็นอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าสูงสุดต่อค่าต่ำสุดนั่นคือมีค่ามากกว่าหนึ่งเสมอ