Struktura:
Induktor u seriji
Kad su zavojnice spojene u seriju, ekvivalentni induktivitet je relativno veći od pojedinačnog induktiviteta svake zavojnice. Budući da će u serijskoj konfiguraciji napon na svakom od induktora biti različit, dok će struja biti ista na svakom induktoru da biste pročitali više o tome kako spojiti induktore u seriju pročitajte ovaj vodič.
Evo jednostavnog kruga u kojem su induktori spojeni u seriju:
Kao što je gore spomenuto, struja je ista u nizu, pa možemo reći da:
Sada, za izračunavanje napona na svakom induktoru, možemo koristiti sljedeću jednadžbu:
Dakle, da biste izračunali ukupni napon, zbrojite napon na svakom induktoru:
Sada se jednadžba za izračunavanje napona može napisati kao:
Sada možemo dodatno pojednostaviti jednadžbu kako bismo pronašli formulu za izračun ekvivalentnog induktiviteta:
Sada se jednadžba za ekvivalentnu formulu može napisati kao:
Primjer: Izračunavanje ekvivalentnog induktiviteta serijskih induktora
Razmotrite tri induktora spojena u serijsku kombinaciju s induktivitetom od 80 mH, 75 mH i 96 mH. Odredite ekvivalentni induktivitet zavojnica spojenih u seriju.
Pronalaženje ekvivalentne induktivnosti pomoću:
Magnetski spregnuti induktori u seriji
Kada se magnetsko polje jednog induktora poveže s magnetskim poljem drugog induktora u serijskoj kombinaciji, to se često naziva magnetska sprega ili međusobna induktivnost između dva induktora. Dakle, u tom slučaju, međusobni induktivitet treba uzeti u obzir pri izračunavanju ekvivalentnog induktiviteta kruga. Nadalje, međusobno spregnuti induktori klasificirani su u dvije konfiguracije, a to su:
- Kumulativno spregnuti ili serijski pomoćni induktori
- Diferencijalno spregnuti ili serijski nasuprotni induktori
Kumulativno spregnuti ili serijski pomoćni induktori
Kada je smjer struje koja slijedi kroz oba međusobno povezana serijska kombinacija induktora isti, to znači da postoje pomoćni induktori:
Obično se za predstavljanje ove konfiguracije koristi točkasta konvencija, a radi lakše konfiguracije, točke su na istim stranama induktora u seriji:
Ovdje je M međusobni induktivitet između dva svitka, tako da je za izračunavanje ekvivalentnog induktiviteta kombinacije serijskih induktora potrebno uzeti u obzir međusobni induktivitet. EMF induktora može se izračunati kao:
Sada će ukupni EMF za zavojnicu biti:
Stavljajući vrijednosti za EMF za svaku zavojnicu dobivamo:
Daljnjim pojednostavljenjem jednadžbe, dobivamo sljedeće:
Sada će jednadžba za ekvivalentni induktivitet biti:
Ovdje je 2M međusobna induktivnost između zavojnica u krugu, što je učinak koji obje zavojnice imaju jedna na drugu.
Primjer 1: Izračunavanje ekvivalentnog induktiviteta serijski potpomognutih induktora
Dva induktora induktiviteta od 50 mH i 30 mH spojena su u seriju, međusobni induktivitet između njih je 5 mH kada je smjer struje isti za obje zavojnice.
Za izračunavanje ekvivalentne induktivnosti, dolje je jednadžba:
Sada stavljajući vrijednosti, dobivamo:
Primjer 2: Izračunavanje međusobnog induktiviteta serijski potpomognutih induktora
Ako je induktivitet dvaju serijski spojenih svitaka 40mH i 80mH, a ekvivalentni induktivitet 150mH. Vrijednost međusobne induktivnosti je nepoznata, pa ako su serijski induktori pomoćni (struja u istom smjeru), tada:
Stavljajući sada vrijednosti u gornju jednadžbu, dobivamo:
Međusobni induktivitet između dva svitka je 15mH.
Diferencijalno spregnuti ili serijski suprotni induktori
Kada je struja koja prolazi kroz svitak ista, ali je smjer struje u oba svitka suprotan, tada se kaže da su induktori suprotni:
Obično se za predstavljanje ove konfiguracije koristi točkasta konvencija, a za suprotnu konfiguraciju, točke su na suprotnim stranama induktora u nizu:
Ovdje je M međusobni induktivitet između dva svitka, tako da je za izračunavanje ekvivalentnog induktiviteta kombinacije serijskih induktora potrebno uzeti u obzir međusobni induktivitet. EMF induktora može se izračunati kao:
Sada će ukupni EMF za zavojnicu biti:
Stavljajući vrijednosti za EMF za svaku zavojnicu dobivamo:
Daljnjim pojednostavljenjem jednadžbe, dobivamo sljedeće:
Sada će jednadžba za ekvivalentni induktivitet biti:
Ovdje je 2M međusobna induktivnost između zavojnica u krugu i učinak koji zavojnice imaju jedna na drugu.
Primjer 1: Izračunavanje ekvivalentnog induktiviteta serijski nasuprot induktora
Dva induktora spojena u seriju imaju induktivitet od 20mH i 60mH s međusobnim induktivitetom od 10mH. Za izračunavanje ekvivalentne induktivnosti, dolje je jednadžba:
Sada postavljamo vrijednosti za induktivitet i međusobni induktivitet
Primjer 2: Izračunavanje međusobnog induktiviteta serijski nasuprot induktora
Ako je induktivitet dviju svitaka spojenih u serijsku konfiguraciju 50mH i 60mH, a ekvivalentni induktivitet 100mH. Vrijednost međusobne induktivnosti je nepoznata, pa ako su nizovi induktiviteta suprotni, tada je:
Stavljajući sada vrijednosti u gornju jednadžbu, dobivamo:
Međusobni induktivitet između dva svitka je 5mH.
Zaključak
U serijskoj kombinaciji, zavojnice imaju ekvivalentni induktivitet veći od pojedinačnog induktiviteta u krugu. Štoviše, serijska konfiguracija je dalje podijeljena u dvije konfiguracije, jedna je kada obje imaju isti smjer struje, a druga je kada je smjer struje suprotan. Za izračunavanje ekvivalentne induktivnosti u seriji, samo zbrojite sve pojedinačne induktivnosti.
Za međusobno spregnute indikatore, zbrojite pojedinačni induktivitet kao i zbroj ili oduzimanje dvostrukog uzajamnog induktiviteta, ovisno o smjeru struje.