Inductoare în serie

aceste interconexiuni ale inductoarelor produc rețele mai complexe a căror inductanță generală este o combinație a inductoarelor individuale. Cu toate acestea, există anumite reguli pentru conectarea inductoarelor în serie sau paralel și acestea se bazează pe faptul că nu există inductanță reciprocă sau cuplare magnetică între inductoarele individuale.

se spune că inductoarele sunt conectate în „serie” atunci când sunt înlănțuite împreună într-o linie dreaptă, de la capăt la capăt. În tutorialul rezistențe în serie am văzut că diferitele valori ale rezistențelor conectate împreună în serie doar „adaugă” împreună și acest lucru este valabil și pentru inductanță. Inductoarele în serie sunt pur și simplu” adăugate împreună”, deoarece numărul de viraje ale bobinei este efectiv crescut, inductanța totală a circuitului LT fiind egală cu suma tuturor inductanțelor individuale adăugate împreună.

Inductor în serie Circuit

curentul, ( I ) care curge prin primul inductor, L1 nu are altă cale de parcurs decât să treacă prin al doilea inductor și al treilea și așa mai departe. Apoi, inductoarele de serie au un curent comun care curge prin ele, de exemplu:

IL1 = IL2 = IL3 = IAB …etc.

în exemplul de mai sus, inductoarele L1, L2 și L3 sunt toate conectate împreună în serie între punctele A și B. Suma căderilor de tensiune individuale pe fiecare inductor poate fi găsită folosind Legea tensiunii lui Kirchoff (KVL) unde, VT = V1 + V2 + V3 și știm din tutorialele anterioare despre inductanță că emf auto-indus pe un inductor este dat ca: V = l di/dt.

deci, luând valorile căderilor de tensiune individuale pe fiecare inductor în exemplul nostru de mai sus, inductanța totală pentru combinația de serii este dată ca:

împărțind ecuația de mai sus la di / dt o putem reduce pentru a da o expresie finală pentru calcularea inductanței totale a unui circuit atunci când conectăm inductorii împreună în serie și aceasta este dată ca:

inductori în ecuația de serie

apoi, inductanța totală a lanțului de serie poate fi găsită prin simpla adunare a inductanțelor individuale ale inductorilor în serie la fel ca adăugarea rezistențelor în serie. Cu toate acestea, ecuația de mai sus este valabilă numai atunci când nu există „nicio” inductanță reciprocă sau cuplare magnetică între doi sau mai mulți dintre inductori (sunt izolați magnetic unul de celălalt).

un punct important de reținut despre inductoarele din circuitele de serie, inductanța totală ( LT ) a oricăror două sau mai multe inductoare conectate împreună în serie va fi întotdeauna mai mare decât valoarea celui mai mare inductor din lanțul de serie.

Inductoare în exemplul de serie No1

trei inductoare de 10mh, 40mh și 50mh sunt conectate împreună într-o combinație de serie fără inductanță reciprocă între ele. Calculați inductanța totală a combinației de serii.

Inductoare conectate reciproc în serie

când inductoarele sunt conectate împreună în serie, astfel încât câmpul magnetic al unuia se leagă de celălalt, efectul inductanței reciproce fie crește, fie scade inductanța totală în funcție de cantitatea de cuplare magnetică. Efectul acestei inductanțe reciproce depinde de distanța dintre bobine și orientarea lor una față de cealaltă.

inductoarele de serie conectate reciproc pot fi clasificate fie ca „ajutând”, fie ca „opunându-se” inductanței totale. Dacă fluxul magnetic produs de curent curge prin bobine în aceeași direcție, atunci se spune că bobinele sunt cuplate cumulativ. Dacă curentul curge prin bobine în direcții opuse, atunci se spune că bobinele sunt cuplate diferențiat, așa cum se arată mai jos.

inductoare de serie cuplate cumulativ

în timp ce curentul care curge între punctele A și D prin cele două bobine cuplate cumulativ este în aceeași direcție, ecuația de mai sus pentru căderile de tensiune pe fiecare dintre bobine trebuie modificată pentru a lua în considerare interacțiunea dintre cele două bobine datorită efectului inductanței reciproce. Inductanța de sine a fiecărei bobine individuale, L1 și respectiv L2 va fi aceeași ca înainte, dar cu adăugarea lui M care denotă inductanța reciprocă.

apoi emf total indus în bobinele cuplate cumulativ este dat ca:

unde: 2M reprezintă influența bobinei L1 pe L2 și, de asemenea, bobina L2 pe L1.

prin împărțirea ecuației de mai sus la di/dt o putem reduce pentru a da o expresie finală pentru calcularea inductanței totale a unui circuit atunci când inductorii sunt conectați cumulativ și acest lucru este dat ca:

dacă una dintre bobine este inversată astfel încât același curent să curgă prin fiecare bobină, dar în direcții opuse, inductanța reciprocă, M care există între cele două bobine au un efect de anulare pe fiecare bobină așa cum se arată mai jos.

inductoare de serie cuplate diferențiat

emf care este indus în bobina 1 prin efectul inductanței reciproce a bobinei doi este în opoziție cu emf autoindus în bobina unu, deoarece acum același curent trece prin fiecare bobină în direcții opuse. Pentru a ține cont de acest efect de anulare se folosește un semn minus cu M atunci când câmpul magnetic al celor două bobine sunt conectate diferențiat, oferindu-ne ecuația finală pentru calcularea inductanței totale a unui circuit atunci când inductoarele sunt conectate diferențiat ca:

apoi ecuația finală pentru inductoarele cuplate inductiv în serie este dată ca:

inductori în serie exemplul No2

doi inductori de 10mh respectiv sunt conectați împreună într-o combinație de serie, astfel încât câmpurile lor magnetice se ajută reciproc dând cuplare cumulativă. Inductanța lor reciprocă este dată ca 5mH. Calculați inductanța totală a combinației de serii.

Inductoare în serie exemplu No3

două bobine conectate în serie au o autoinductanță de 20mh și respectiv 60mh. S-a constatat că inductanța totală a combinației este de 100mH. Determinați cantitatea de inductanță reciprocă care există între cele două bobine presupunând că se ajută reciproc.

Inductoare în serie rezumat

acum știm că putem conecta împreună inductoare în serie pentru a produce o valoare totală de inductanță, LT egală cu suma valorilor individuale, se adaugă împreună, similar cu conectarea împreună rezistențe în serie. Cu toate acestea, atunci când se conectează împreună inductoarele în serie, acestea pot fi influențate de inductanța reciprocă.

inductoarele de serie conectate reciproc sunt clasificate fie ca „ajutând”, fie „opunându-se” inductanței totale, în funcție de faptul dacă bobinele sunt cuplate cumulativ (în aceeași direcție) sau cuplate diferențiat (în direcție opusă).

în următorul tutorial despre Inductoare, vom vedea că poziția bobinelor la conectarea împreună a inductoarelor în paralel afectează și inductanța totală, LT a circuitului.