Πώς να μετρήσετε την ποιότητα της αυτεπαγωγής_Πώς να κρίνετε την ποιότητα της αυτεπαγωγής με ένα πολύμετρο
Πρώτον, ο ορισμός της επαγωγής
Η επαγωγή είναι ο λόγος της μαγνητικής ροής του σύρματος προς το ρεύμα που παράγει αυτή τη μαγνητική ροή όταν ένα εναλλασσόμενο ρεύμα περνά μέσα από το καλώδιο, το οποίο δημιουργεί μια εναλλασσόμενη μαγνητική ροή μέσα και γύρω από το καλώδιο.
Όταν ένα συνεχές ρεύμα διέρχεται από τον επαγωγέα, υπάρχουν μόνο σταθερές μαγνητικές γραμμές δύναμης γύρω του, οι οποίες δεν αλλάζουν με το χρόνο. Ωστόσο, όταν ένα ρεύμα εναλλασσόμενου ρεύματος διέρχεται από το πηνίο, θα υπάρχουν μαγνητικές γραμμές δύναμης γύρω του που αλλάζουν με το χρόνο. Σύμφωνα με τον νόμο του Faraday για την ηλεκτρομαγνητική επαγωγή---μαγνητικό ηλεκτρισμό, οι μεταβαλλόμενες μαγνητικές γραμμές δύναμης θα δημιουργήσουν ένα επαγόμενο δυναμικό και στα δύο άκρα του πηνίου, το οποίο ισοδυναμεί με μια "νέα παροχή ρεύματος". Όταν σχηματίζεται ένας κλειστός βρόχος, αυτό το επαγόμενο δυναμικό θα δημιουργήσει ένα επαγόμενο ρεύμα. Είναι γνωστό από το νόμο του Lenz ότι η συνολική ποσότητα των γραμμών μαγνητικού πεδίου που δημιουργείται από το επαγόμενο ρεύμα θα πρέπει να προσπαθήσει να αποτρέψει την αλλαγή των αρχικών γραμμών μαγνητικού πεδίου. Δεδομένου ότι η αρχική αλλαγή γραμμής μαγνητικού πεδίου προέρχεται από την αλλαγή της εξωτερικής εναλλασσόμενης τροφοδοσίας, από το αντικειμενικό αποτέλεσμα, το πηνίο αυτεπαγωγής έχει το χαρακτηριστικό ότι εμποδίζει την αλλαγή ρεύματος στο κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος. Το πηνίο επαγωγής έχει παρόμοια χαρακτηριστικά με την αδράνεια στη μηχανική, και ονομάζεται «αυτοεπαγωγή» στον ηλεκτρισμό. Συνήθως, εμφανίζονται σπινθήρες τη στιγμή που ανοίγει ο διακόπτης μαχαιριού ή είναι ενεργοποιημένος ο διακόπτης μαχαιριού. Αυτό είναι το φαινόμενο της αυτεπαγωγής. προκαλείται από υψηλό επαγόμενο δυναμικό.
Εν ολίγοις, όταν το πηνίο αυτεπαγωγής είναι συνδεδεμένο στο τροφοδοτικό AC, οι μαγνητικές γραμμές δύναμης μέσα στο πηνίο θα αλλάζουν συνεχώς με το εναλλασσόμενο ρεύμα, αναγκάζοντας το πηνίο να παράγει συνεχώς ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Αυτή η ηλεκτροκινητική δύναμη που δημιουργείται από την αλλαγή του ρεύματος του ίδιου του πηνίου ονομάζεται «αυτοεπαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη». Μπορεί να φανεί ότι η αυτεπαγωγή είναι μόνο μια παράμετρος που σχετίζεται με τον αριθμό των στροφών, το μέγεθος, το σχήμα και το μέσο του πηνίου. Είναι ένα μέτρο της αδράνειας του επαγωγικού πηνίου και δεν έχει καμία σχέση με το εφαρμοζόμενο ρεύμα.
2. Χαρακτηριστικά επαγωγής
Τα χαρακτηριστικά των επαγωγέων είναι αντίθετα από αυτά των πυκνωτών. Έχουν τα χαρακτηριστικά ότι εμποδίζουν τη διέλευση εναλλασσόμενου ρεύματος και επιτρέπουν την ομαλή διέλευση του συνεχούς ρεύματος. Όταν το σήμα DC περνά μέσα από το πηνίο, η αντίσταση είναι η πτώση τάσης αντίστασης του ίδιου του σύρματος. Όταν το σήμα εναλλασσόμενου ρεύματος περάσει μέσα από το πηνίο, μια αυτο-επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη θα δημιουργηθεί και στα δύο άκρα του πηνίου. Η κατεύθυνση της αυτο-επαγόμενης ηλεκτροκινητικής δύναμης είναι αντίθετη από την κατεύθυνση της εφαρμοζόμενης τάσης, η οποία εμποδίζει τη διέλευση του AC. , άρα τα χαρακτηριστικά του επαγωγέα είναι να περνά DC και να μπλοκάρει το AC. Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η σύνθετη αντίσταση του πηνίου. Οι επαγωγείς συχνά συνεργάζονται με πυκνωτές σε κυκλώματα για να σχηματίσουν φίλτρα LC, ταλαντωτές LC κ.λπ. Επιπλέον, οι άνθρωποι χρησιμοποιούν επίσης τα χαρακτηριστικά της επαγωγής για την κατασκευή πηνίων πνιγμού, μετασχηματιστών, ρελέ κ.λπ. Συνεχές ρεύμα: Σημαίνει ότι ο επαγωγέας βρίσκεται σε κλειστό κατάσταση στο συνεχές ρεύμα. Εάν δεν ληφθεί υπόψη η αντίσταση του πηνίου αυτεπαγωγής, τότε το συνεχές ρεύμα μπορεί να περάσει από τον επαγωγέα «ανεμπόδιστα». Για συνεχές ρεύμα, η αντίσταση του ίδιου του πηνίου έχει πολύ μικρή παρεμποδιστική επίδραση στο συνεχές ρεύμα, επομένως Συχνά αγνοείται στην ανάλυση κυκλώματος.
Μπλοκάρισμα εναλλασσόμενου ρεύματος: Όταν το εναλλασσόμενο ρεύμα διέρχεται από το επαγωγικό πηνίο, ο επαγωγέας εμποδίζει το εναλλασσόμενο ρεύμα και είναι η επαγωγική αντίδραση του επαγωγικού πηνίου που εμποδίζει το εναλλασσόμενο ρεύμα.
3. Δομή επαγωγής
Οι επαγωγείς αποτελούνται γενικά από σκελετούς, περιελίξεις, ασπίδες, υλικά συσκευασίας, μαγνητικούς πυρήνες ή πυρήνες σιδήρου.
1. Σκελετός Ο σκελετός αναφέρεται γενικά στο στήριγμα για την περιέλιξη του πηνίου. Μερικά μεγαλύτερα σταθερά πηνία ή ρυθμιζόμενα πηνία (όπως ταλαντευόμενα πηνία, πηνία τσοκ, κ.λπ.), τα περισσότερα από τα οποία είναι εμαγιέ σύρμα (ή σύρμα καλυμμένο με νήμα) γύρω από τον σκελετό, και στη συνέχεια ο μαγνητικός πυρήνας ή ο πυρήνας χαλκού, ο πυρήνας σιδήρου κ.λπ. Εγκαταστάθηκε στην εσωτερική κοιλότητα του σκελετού για να αυξήσει την επαγωγή του. Ο σκελετός είναι συνήθως κατασκευασμένος από πλαστικό, βακελίτη και κεραμικά και μπορεί να κατασκευαστεί σε διαφορετικά σχήματα ανάλογα με τις πραγματικές ανάγκες. Οι μικροί επαγωγείς (όπως οι χρωματικά κωδικοποιημένοι επαγωγείς) γενικά δεν χρησιμοποιούν μπομπίνα, αλλά αντ' αυτού έχουν το εμαγιέ σύρμα τυλιγμένο απευθείας γύρω από τον πυρήνα. Οι επαγωγείς αέρα (επίσης γνωστοί ως μη τυλιγμένα πηνία ή πηνία με πυρήνα αέρα, που χρησιμοποιούνται κυρίως σε κυκλώματα υψηλής συχνότητας) δεν χρησιμοποιούν μαγνητικούς πυρήνες, σκελετούς και ασπίδες κ.λπ., αλλά πρώτα τυλίγονται στο καλούπι και μετά αφαιρούν το καλούπι , και το πηνίο τραβιέται ανάμεσα σε κάθε πηνίο. Οδηγήστε μια συγκεκριμένη απόσταση.
2. Περιέλιξη Η περιέλιξη αναφέρεται σε μια ομάδα πηνίων με καθορισμένες λειτουργίες, η οποία είναι το βασικό συστατικό των επαγωγέων. Υπάρχουν περιελίξεις μονής και πολλαπλών στρωμάτων. Υπάρχουν δύο τύποι περιελίξεων μονής στρώσης: πυκνή περιέλιξη (οι αγωγοί τυλίγονται τη μια στροφή μετά την άλλη) και η ενδιάμεση περιέλιξη (υπάρχει μια ορισμένη απόσταση μεταξύ κάθε περιέλιξης των καλωδίων κατά την περιέλιξη). Οι περιελίξεις πολλαπλών στρωμάτων έχουν στρώσεις επίπεδη περιέλιξη, περιέλιξη τυχαίας περιέλιξης, περιέλιξη κηρήθρας κ.λπ.
3. Μαγνητικοί πυρήνες και μαγνητικές ράβδοι Οι μαγνητικοί πυρήνες και οι μαγνητικές ράβδοι κατασκευάζονται γενικά από φερρίτη νικελίου-ψευδάργυρου (σειρά NX) ή φερρίτη μαγγανίου-ψευδάργυρου (σειρά MX) και άλλα υλικά. Σχήμα, σχήμα κουτιού και άλλα σχήματα.
4. Πυρήνας σιδήρου Το υλικό του πυρήνα σιδήρου περιλαμβάνει κυρίως φύλλο πυριτίου χάλυβα, μόνιμο κράμα κ.λπ., και το σχήμα του είναι κυρίως τύπου "Ε".
5. Θωρακτικό κάλυμμα Προκειμένου να αποτραπεί το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από ορισμένους επαγωγείς να επηρεάσει την κανονική λειτουργία άλλων κυκλωμάτων και εξαρτημάτων, προστίθεται σε αυτό ένα μεταλλικό κάλυμμα οθόνης (όπως το πηνίο ταλάντωσης ενός ραδιοφώνου ημιαγωγού κ.λπ.). Η χρήση θωρακισμένων επαγωγέων θα αυξήσει την απώλεια του πηνίου και θα μειώσει την τιμή Q.
6. Υλικά συσκευασίας Αφού τυλιχτούν ορισμένοι επαγωγείς (όπως πηνία κωδικού χρώματος, επαγωγείς δακτυλίου χρώματος, κ.λπ.), τα πηνία και οι μαγνητικές πυρήνες σφραγίζονται με υλικά συσκευασίας. Το υλικό ενθυλάκωσης είναι πλαστική ή εποξειδική ρητίνη.
Τέταρτον, οι κύριες παράμετροι του επαγωγέα
1. Επαγωγή
Η επαγωγή, επίσης γνωστή ως συντελεστής αυτοεπαγωγής, είναι ένα φυσικό μέγεθος που αντιπροσωπεύει την ικανότητα ενός επαγωγέα να παράγει αυτοεπαγωγή. Το μέγεθος της αυτεπαγωγής του επαγωγέα εξαρτάται κυρίως από τον αριθμό των στροφών (αριθμός στροφών) του πηνίου, τη μέθοδο περιέλιξης, την παρουσία ή απουσία μαγνητικού πυρήνα και το υλικό του μαγνητικού πυρήνα κ.λπ. Γενικά, όσο περισσότερο Το πηνίο περιστρέφεται και όσο πιο πυκνά τυλίγονται τα πηνία, τόσο μεγαλύτερη είναι η αυτεπαγωγή. Ένα πηνίο με μαγνητικό πυρήνα έχει μεγαλύτερη αυτεπαγωγή από ένα πηνίο χωρίς μαγνητικό πυρήνα. ένα πηνίο με μεγαλύτερη διαπερατότητα μαγνητικού πυρήνα έχει μεγαλύτερη αυτεπαγωγή.
Η βασική μονάδα επαγωγής είναι το Henry (αναφέρεται ως Henry), το οποίο αντιπροσωπεύεται από το γράμμα "H". Οι μονάδες που χρησιμοποιούνται συνήθως είναι το millihenry (mH) και το microhenry (μH). Η μεταξύ τους σχέση είναι:
1Η=1000mH
1mH=1000μH
2. Επιτρεπόμενη απόκλιση
Η επιτρεπόμενη απόκλιση αναφέρεται στην επιτρεπόμενη τιμή σφάλματος μεταξύ της ονομαστικής αυτεπαγωγής στον επαγωγέα και της πραγματικής αυτεπαγωγής. Οι επαγωγείς που χρησιμοποιούνται γενικά σε κυκλώματα όπως η ταλάντωση ή το φιλτράρισμα απαιτούν υψηλή ακρίβεια και η επιτρεπόμενη απόκλιση είναι ±{{0}}.2 τοις εκατό 0,5 τοις εκατό ; ενώ οι απαιτήσεις ακρίβειας για πηνία όπως η ζεύξη και το ρεύμα αποκλεισμού υψηλής συχνότητας δεν είναι υψηλές. η επιτρεπόμενη απόκλιση είναι ±10 τοις εκατό ~15 τοις εκατό.
3. Συντελεστής ποιότητας
Ο παράγοντας ποιότητας, γνωστός και ως τιμή Q ή τιμή αξίας, είναι η κύρια παράμετρος για τη μέτρηση της ποιότητας του επαγωγέα. Αναφέρεται στην αναλογία της επαγωγικής αντίδρασης που παρουσιάζεται από τον επαγωγέα προς την αντίσταση της ισοδύναμης απώλειας όταν λειτουργεί υπό τάση AC ορισμένης συχνότητας. Όσο υψηλότερο είναι το Q του επαγωγέα, τόσο μικρότερες είναι οι απώλειές του και τόσο μεγαλύτερη είναι η απόδοση. Ο παράγοντας ποιότητας του επαγωγέα σχετίζεται με την αντίσταση συνεχούς ρεύματος του σύρματος πηνίου, τη διηλεκτρική απώλεια του σκελετού του πηνίου και την απώλεια που προκαλείται από τον πυρήνα και την ασπίδα σιδήρου.
4. Κατανεμημένη χωρητικότητα
Η κατανεμημένη χωρητικότητα αναφέρεται στην χωρητικότητα που υπάρχει μεταξύ των στροφών του πηνίου, μεταξύ του πηνίου και του μαγνητικού πυρήνα, μεταξύ του πηνίου και του εδάφους και μεταξύ του πηνίου και του μετάλλου. Όσο μικρότερη είναι η κατανεμημένη χωρητικότητα του επαγωγέα, τόσο καλύτερη είναι η σταθερότητά του. Η κατανεμημένη χωρητικότητα μπορεί να κάνει την ισοδύναμη αντίσταση διάχυσης ενέργειας μεγαλύτερη και τον παράγοντα ποιότητας μεγαλύτερο. Για τη μείωση της κατανεμημένης χωρητικότητας, χρησιμοποιούνται συνήθως καλυμμένα με σύρμα ή σύρμα με εμαγιέ πολλαπλών κλώνων και μερικές φορές χρησιμοποιείται η μέθοδος περιέλιξης με κηρήθρα.
5. Ονομαστικό ρεύμα
Το ονομαστικό ρεύμα αναφέρεται στη μέγιστη τιμή ρεύματος που μπορεί να αντέξει ο επαγωγέας κάτω από το επιτρεπόμενο περιβάλλον εργασίας. Εάν το ρεύμα λειτουργίας υπερβαίνει το ονομαστικό ρεύμα, οι παράμετροι απόδοσης του επαγωγέα θα αλλάξουν λόγω παραγωγής θερμότητας και ακόμη και θα καούν λόγω υπερέντασης.
Πέντε, η λειτουργία του επαγωγέα
Οι επαγωγείς παίζουν κυρίως τις λειτουργίες φιλτραρίσματος, ταλάντωσης, καθυστέρησης και εγκοπής στο κύκλωμα, καθώς και φιλτράρισμα σημάτων, θόρυβος φιλτραρίσματος, σταθεροποίηση ρεύματος και καταστολή παρεμβολών ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Ο πιο συνηθισμένος ρόλος των επαγωγέων στα κυκλώματα είναι να σχηματίζουν κυκλώματα φίλτρων LC μαζί με πυκνωτές. Οι πυκνωτές έχουν τα χαρακτηριστικά "μπλοκαρίσματος DC και διέλευσης AC", ενώ οι επαγωγείς έχουν τη λειτουργία "πέρασης DC και μπλοκαρίσματος AC". Εάν το DC με πολλά σήματα παρεμβολής περάσει μέσα από το κύκλωμα φίλτρου LC, το σήμα παρεμβολής AC θα καταναλωθεί από την επαγωγή σε θερμική ενέργεια. όταν το καθαρότερο ρεύμα συνεχούς ρεύματος διέρχεται από τον επαγωγέα, το σήμα παρεμβολής AC θα μετατραπεί επίσης σε μαγνητική επαγωγή. Και η θερμική ενέργεια, η υψηλότερη συχνότητα είναι πιο πιθανό να είναι σύνθετη αντίσταση από τον επαγωγέα, ο οποίος μπορεί να καταστείλει το σήμα παρεμβολής υψηλότερης συχνότητας.
Οι επαγωγείς έχουν την ιδιότητα να εμποδίζουν τη διέλευση του εναλλασσόμενου ρεύματος και να επιτρέπουν την ομαλή διέλευση του συνεχούς ρεύματος. Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η σύνθετη αντίσταση του πηνίου. Επομένως, η κύρια λειτουργία του επαγωγέα είναι να απομονώνει και να φιλτράρει το σήμα AC ή να σχηματίζει ένα κύκλωμα συντονισμού με πυκνωτές και αντιστάσεις.
6. Πώς να κρίνουμε την ποιότητα της αυτεπαγωγής με ένα πολύμετρο
1. Μέτρηση αυτεπαγωγής: γυρίστε το πολύμετρο στο γρανάζι διόδου βομβητή, τοποθετήστε τα καλώδια δοκιμής στις δύο ακίδες και δείτε την ένδειξη του πολύμετρου.
2. Κρίση καλού ή κακού: Η ένδειξη της επαγωγής του τσιπ θα πρέπει να είναι μηδενική αυτή τη στιγμή. Εάν η ένδειξη του πολύμετρου είναι πολύ μεγάλη ή άπειρη, σημαίνει ότι η αυτεπαγωγή έχει καταστραφεί.
Για επαγωγικά πηνία με μεγάλο αριθμό στροφών και λεπτή διάμετρο σύρματος, η ένδειξη θα φτάσει δεκάδες έως εκατοντάδες φορές. Συνήθως, η αντίσταση συνεχούς ρεύματος του πηνίου είναι μόνο μερικά ohms. Η βλάβη εκδηλώνεται ως θερμή ή εμφανής βλάβη στον μαγνητικό δακτύλιο επαγωγής. Εάν το πηνίο αυτεπαγωγής δεν έχει υποστεί σοβαρή ζημιά και δεν μπορεί να προσδιοριστεί, η αυτεπαγωγή μπορεί να μετρηθεί με έναν μετρητή αυτεπαγωγής ή να χρησιμοποιηθεί η μέθοδος αντικατάστασης για να κριθεί.
Για το πηνίο επαγωγής με μεταλλική θωράκιση, είναι επίσης απαραίτητο να ελέγξετε εάν υπάρχει βραχυκύκλωμα μεταξύ του πηνίου και της θωράκισης. Εάν η αντίσταση μεταξύ κάθε πείρου του πηνίου και του περιβλήματος (θωράκιση) που ανιχνεύεται από το πολύμετρο δεν είναι άπειρη, αλλά έχει μια ορισμένη τιμή αντίστασης ή μηδενική αντίσταση, σημαίνει ότι ο επαγωγέας είναι εσωτερικά βραχυκυκλωμένος.
Προφυλάξεις:
1. Για επαγωγικά εξαρτήματα, ο πυρήνας και οι περιελίξεις είναι επιρρεπείς σε αλλαγές στην επαγωγή λόγω της επίδρασης της αύξησης της θερμοκρασίας. Πρέπει να σημειωθεί ότι η θερμοκρασία του σώματος πρέπει να είναι εντός των προδιαγραφών χρήσης. .
2. Η περιέλιξη του επαγωγέα είναι εύκολο να σχηματίσει ηλεκτρομαγνητικό πεδίο αφού περάσει το ρεύμα. Κατά την τοποθέτηση των εξαρτημάτων, προσέξτε να κρατάτε τους παρακείμενους επαγωγείς μακριά ο ένας από τον άλλο ή να κάνετε τις περιελίξεις σε ορθή γωνία μεταξύ τους για να μειώσετε την αμοιβαία επαγωγή.
3. Μεταξύ των στρωμάτων περιέλιξης του επαγωγέα, ειδικά των λεπτών καλωδίων πολλαπλών περιστροφών, θα δημιουργηθεί επίσης η χωρητικότητα του διακένου, η οποία θα προκαλέσει την παράκαμψη του σήματος υψηλής συχνότητας και θα μειώσει το πραγματικό αποτέλεσμα φιλτραρίσματος του επαγωγέα.
4. Κατά τη δοκιμή της τιμής αυτεπαγωγής και της τιμής Q με το όργανο, προκειμένου να ληφθούν τα σωστά δεδομένα, το καλώδιο δοκιμής θα πρέπει να βρίσκεται όσο το δυνατόν πιο κοντά στο σώμα του εξαρτήματος.
