วิธีการคำนวณการเหนี่ยวนำตนเองของขดลวดเรโซแนนท์?

เฮ้ ฉันเป็นซัพพลายเออร์ของขดลวดเรโซแนนท์และฉันมักจะถูกถามเกี่ยวกับวิธีการคำนวณการเหนี่ยวนำตนเองของขดลวดเหล่านี้ มันเป็นหัวข้อที่สำคัญมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากคุณกำลังมองหาที่จะได้รับประโยชน์สูงสุดจากขดลวดเรโซแนนท์ของคุณสำหรับแอปพลิเคชันที่หลากหลาย ดังนั้นเรามาดำน้ำในและทำลายกระบวนการ

ก่อนอื่นตัวเหนี่ยวนำตัวเองคืออะไร? ในแง่ง่าย ๆ การเหนี่ยวนำตนเอง - การเหนี่ยวนำเป็นคุณสมบัติของขดลวดที่วัดความสามารถในการต่อต้านการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันที่ไหลผ่านมัน เมื่อกระแสในขดลวดเปลี่ยนแปลงมันจะสร้างสนามแม่เหล็กรอบขดลวด สนามแม่เหล็กนี้ในทางกลับกันทำให้เกิดแรงไฟฟ้า (EMF) ในขดลวดซึ่งตรงข้ามกับการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบัน หน่วยการเหนี่ยวนำตนเองคือเฮนรี่ (H)

มีวิธีที่แตกต่างกันสองสามวิธีในการคำนวณการเหนี่ยวนำตนเองของขดลวดเรโซแนนท์และวิธีที่คุณเลือกขึ้นอยู่กับประเภทและรูปร่างของขดลวด เริ่มต้นด้วยประเภทที่พบบ่อยที่สุด: ขดลวดโซลินอยด์

ขดลวดโซลินอยด์

โซลินอยด์เป็นขดลวดทรงกระบอกยาว สูตรสำหรับการคำนวณการเหนี่ยวนำตนเอง (l) ของโซลินอยด์นั้นได้รับจาก:

[l = \ frac {\ mu_ {0} \ mu_ {r} n^{2} a} {l}]

ที่ไหน:

• (\ mu_ {0}) คือการซึมผ่านของพื้นที่ว่างซึ่งประมาณ (4 \ pi \ times10^{- 7} \ mathrm {h/m})
• (\ mu_ {r}) คือการซึมผ่านสัมพัทธ์ของวัสดุหลักภายในโซลินอยด์ สำหรับอากาศ - โซลินอยด์แกน (\ mu_ {r} = 1)
• (n) คือจำนวนการเลี้ยวในขดลวด
• (a) คือพื้นที่ตัดขวางของโซลินอยด์
• (l) คือความยาวของโซลินอยด์

สมมติว่าคุณมีอากาศ - คอร์โซลินอยด์ที่มี 500 รอบ, พื้นที่ข้าม - ส่วนของ (0.01 \ mathrm {m}^{2}) และความยาว (0.2 \ mathrm {m}) ในการคำนวณตัวเหนี่ยวนำตนเอง:

ก่อนอื่นเรารู้ว่า (\ mu_ {0} = 4 \ pi \ times10^{-7} \ mathrm {h/m}), (\ mu_ {r} = 1), (n = 500), (a = 0.01 \ mathrm {m}^}

[l = \ frac {4 \ pi \ times10^{-7} \ times1 \ times500^{2} \ times0.01} {0.2}]

[l = \ frac {4 \ pi \ times10^{-7} \ times250000 \ times0.01} {0.2}]

[l = \ frac {4 \ pi \ times2.5 \ times10^{-3}} {0.2}]

[l = \ frac {3.14 \ times10^{-2}} {0.2}]

[l = 0.157 \ mathrm {h}]

ขดลวด Toroidal

ขดลวด Toroidal เป็นบาดแผลของขดลวดบนแกนรูปโดนัท สูตรสำหรับการเหนี่ยวนำตนเองของขดลวด toroidal คือ:

[l = \ frac {\ mu_ {0} \ mu_ {r} n^{2} a} {2 \ pi r}]

โดยที่ (r) เป็นรัศมีเฉลี่ยของ toroid และตัวแปรอื่น ๆ มีความหมายเช่นเดียวกับในสูตรโซลินอยด์

ตัวอย่างเช่นหากคุณมีขดลวด toroidal ที่มี 300 รอบพื้นที่ตัดขวาง (a = 0.005 \ mathrm {m}^{2}) รัศมีเฉลี่ย (r = 0.1 \ mathrm {m}) และอากาศ - แกน ((\ mu_ {r} = 1)))

[l = \ frac {4 \ pi \ times10^{-7} \ times1 \ times300^{2} \ times0.005} {2 \ pi \ times0.1}]

[l = \ frac {4 \ pi \ times10^{-7} \ times90000 \ times0.005} {2 \ pi \ times0.1}]

[l = \ frac {4 \ pi \ times4.5 \ times10^{-4}} {2 \ pi \ times0.1}]

[l = 9 \ times10 ^ {- 3} \ mathrm {h} = 9 \ mathrm {mh}]

ปัจจัยที่มีผลต่อการเหนี่ยวนำตนเอง

มีหลายปัจจัยที่สามารถส่งผลกระทบต่อการเหนี่ยวนำตนเองของขดลวดเรโซแนนท์

• จำนวนเทิร์น ((n)):การเหนี่ยวนำด้วยตนเองเป็นสัดส่วนกับสี่เหลี่ยมของจำนวนการเลี้ยว ดังนั้นหากคุณเป็นสองเท่าของจำนวนการเลี้ยวตัวเหนี่ยวนำตนเองจะเพิ่มขึ้นเป็นปัจจัยสี่
• Cross - พื้นที่ส่วน ((a)):พื้นที่กากบาทขนาดใหญ่โดยทั่วไปส่งผลให้ค่าการเหนี่ยวนำตนเองสูงขึ้น
• ความยาว ((l) หรือ (r)):สำหรับโซลินอยด์ขดลวดที่ยาวขึ้นจะมีการเหนี่ยวนำตนเองที่ต่ำกว่าในขณะที่สำหรับ toroids, รัศมีเฉลี่ยที่มีขนาดใหญ่กว่านำไปสู่การเหนี่ยวนำตนเองที่ต่ำกว่า
• วัสดุหลัก ((\ mu_ {r})):การใช้วัสดุหลักที่มีการซึมผ่านสัมพัทธ์สูงสามารถเพิ่มการเหนี่ยวนำตนเองของขดลวดได้อย่างมีนัยสำคัญ

การวัดตัวเอง - การเหนี่ยวนำ

หากคุณไม่ต้องการคำนวณการเหนี่ยวนำตนเองโดยใช้สูตรคุณสามารถวัดได้ วิธีหนึ่งทั่วไปคือการใช้เครื่องวัด LCR เครื่องวัด LCR ​​สามารถวัดการเหนี่ยวนำความจุและความต้านทานของส่วนประกอบโดยตรงได้โดยตรง คุณเพียงแค่เชื่อมต่อขดลวดเข้ากับเครื่องวัด LCR ​​และมันจะให้ค่าการเหนี่ยวนำด้วยตนเอง

อีกวิธีหนึ่งคือการใช้ออสซิลโลสโคปและเครื่องกำเนิดฟังก์ชั่น คุณสามารถตั้งค่าวงจร RLC ด้วยขดลวดตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ โดยการวัดความถี่เรโซแนนท์ของวงจรและรู้ค่าของตัวต้านทานและตัวเก็บประจุคุณสามารถคำนวณการเหนี่ยวนำตนเองของขดลวดโดยใช้สูตรความถี่เรโซแนนท์:

[f_ {r} = \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {lc}}]

โดยที่ (f_ {r}) คือความถี่เรโซแนนท์ (l) คือการเหนี่ยวนำและ (c) คือความจุ จัดเรียงสูตรใหม่สำหรับ (l) ให้:

[l = \ frac {1} {4 \ pi^{2} f_ {r}^{2} c}]

ขดลวดเรโซแนนท์ประเภทต่าง ๆ

ในฐานะซัพพลายเออร์ขดลวดเรโซแนนท์ฉันจัดการกับขดลวดประเภทต่าง ๆ แต่ละประเภทมีลักษณะและแอปพลิเคชันที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเอง ตัวอย่างเช่นมีไฟล์ขดลวดสั่น- ขดลวดการสั่นจะถูกใช้ในวงจรที่จำเป็นต้องมีการแกว่งอย่างต่อเนื่องเช่นในออสซิลเลเตอร์ความถี่วิทยุ

จากนั้นก็มีกับดักคอยล์- ขดลวดกับดักได้รับการออกแบบมาเพื่อปิดกั้นความถี่บางอย่างในขณะที่อนุญาตให้ผู้อื่นผ่าน พวกเขามักใช้ในเครื่องรับวิทยุเพื่อกำจัดสัญญาณรบกวนที่ไม่พึงประสงค์

และอย่าลืมเสาอากาศ- คอยล์เสาอากาศเป็นส่วนสำคัญของระบบเสาอากาศช่วยให้ตรงกับความต้านทานของเสาอากาศกับสายส่งและปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของเสาอากาศ

ทำไมต้องคำนวณตัวเอง - การเหนี่ยวนำ?

การคำนวณการเหนี่ยวนำตนเองของขดลวดเรโซแนนท์เป็นสิ่งสำคัญด้วยเหตุผลหลายประการ ก่อนอื่นจะช่วยในการออกแบบวงจร หากคุณกำลังสร้างวงจร RLC การรู้การเหนี่ยวนำตนเองของขดลวดเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการบรรลุความถี่เรโซแนนท์ที่ต้องการ ประการที่สองช่วยให้คุณสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของขดลวดได้ ด้วยการปรับจำนวนการเลี้ยวพื้นที่ตัดขวางหรือวัสดุหลักคุณสามารถปรับ - ปรับแต่งตนเอง - เหนี่ยวนำเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของแอปพลิเคชันของคุณ

โดยสรุปการคำนวณการเหนี่ยวนำตนเองของขดลวดเรโซแนนท์นั้นไม่ซับซ้อนเท่าที่ควรในตอนแรก ไม่ว่าคุณจะใช้สูตรหรือวิธีการวัดการทำความเข้าใจคุณสมบัตินี้เป็นกุญแจสำคัญในการใช้ประโยชน์สูงสุดจากขดลวดเรโซแนนท์ของคุณ

หากคุณอยู่ในตลาดสำหรับขดลวดเรโซแนนท์ที่มีคุณภาพสูงหรือมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับการคำนวณการเหนี่ยวนำตนเอง - อย่าลังเลที่จะเข้าถึงการอภิปรายการจัดซื้อจัดจ้าง เราอยู่ที่นี่เพื่อช่วยคุณค้นหาขดลวดที่สมบูรณ์แบบสำหรับความต้องการของคุณ

การอ้างอิง

• "ไฟฟ้าและแม่เหล็ก" โดย Edward M. Purcell
• "พื้นฐานของวงจรไฟฟ้า" โดย Charles K. Alexander และ Matthew No Sadiku