Transformátor vzájemné indukčnosti: 17 důležitých pojmů

Obsah

Jak se používá vzájemná indukčnost v transformátoru?

Transformátor vzájemné indukčnosti

Transformátor se skládá ze 2 typů vinutí.

• Primární vinutí.
• Sekundární vinutí.

Na principu vzájemné indukčnosti, kdykoli se změní proud v primární cívce, změní se proud v sekundární cívce. Proměnlivý proud v primární cívce vytváří proměnný magnetický tok v jádře. Tento magnetický tok v jádře indukuje proměnlivé napětí v sekundárním vinutí; v transformátoru je tedy použita vzájemná indukčnost.

Vzorec vzájemné indukčnosti

Vzorec vzájemné indukčnosti pro libovolné dvě indukční cívky je M = φ i, kde phi je magnetický tok produkovaný v jedné cívce a i je proud přes další cívku, díky kterému tok generuje.

Co je sebe a vzájemná indukčnost?

Vlastní indukčnost je vlastnost induktoru, pro kterou se staví proti jakékoli změně proudu, pokud existují dvě nebo více cívek, pak jakákoli změna proudu procházejícího jednou cívkou indukuje EMF v jiných cívkách. To je vzájemná indukce. Vzájemná indukčnost je účinek vzájemné indukce.

Jaký je účinek vzájemné indukčnosti?

Hlavními dopady vzájemné indukčnosti je důsledek kolísání proudu na jedné cívce bude mít za následek generování EMF v jiné cívce.

Jaký je vzorec vzájemné indukčnosti dvou cívek mezi nimi?

Vzájemná indukčnost dvou solenoidů

Vzájemná indukčnost dvou solenoidů,

Kde,

        µ_o = propustnost volného prostoru (4π x 10^-7).

        µ_r = relativní propustnost železného jádra.

        N₁ a N₂ = počet závitů cívky ve dvou cívkách.

        A = plocha průřezu.

        ℓ = délka cívky.

Co jsou indukčnost a vzájemná indukčnost?

Indukce je vlastnost cívky induktoru, díky které se staví proti jakékoli změně proudu v ní a vzájemná indukčnost je důvodem, proč je EMF indukována v jedné cívce pro změnu proudu v jiné těsně umístěné cívce.

Jaké jsou vlastnosti vzájemnosti indukčnosti?

Reciproční vlastnost vzájemné indukčnosti říká, že M₁₂ = M.₂₁, tj. neexistuje žádná individuální vzájemná indukčnost dvou cívek a vzájemná indukčnost bude pro obě stejná.

Chcete-li vědět více o vzájemné indukčnosti klikněte zde

Jaké jsou elektrické charakteristiky kapacitní indukčnosti a vzájemné indukčnosti 40 metrů odvinutého 3žilového prodlužovacího kabelu o velikosti 1.5 čtverečních mm měděného flexu?

Obecně platí, že 3 rozšíření jádra mají hodnotu indukčnosti 1 mH / metr. Můžeme tedy učinit následující závěry -

• Vzájemná indukčnost může být až 0.8 mikrohenry / metr, protože vodiče jsou hned vedle sebe.
• Může mít průměr asi 0.7 mm a vzdálenost je asi 0.5 mm.
• Dielektrická konstanta má přibližnou hodnotu 2 (část vzduchu, část plastu). Proto je kapacita téměř 20 pF.

Co máte na mysli pod pojmem já a vzájemná indukčnost? Najít vztah mezi nimi definováním koeficientu vazby?

Proud procházející cívkou generovanou z vlastního magnetického pole je známý jako samoindukčnost a naopak proud proudící v jedné cívce vlivem magnetického pole v jiné cívce se nazývá vzájemná indukčnost.

Frakční část magnetického toku generovaná proudem v jedné cívce, která je spojena s jinou cívkou, je známá jako koefektivní vazba a obecně se označuje jako (k).

Kde, k = koeficient spojení.

M = vzájemná indukčnost mezi 2 cívkami.

L₁, L₂ = vlastní indukčnost 2-cívek.

Kdy je vzájemná indukčnost mezi dvěma cívkami nulová?

Předpokládejme, že jedna cívka je umístěna na jednom rameni jádra. Druhá cívka může být navinuta takovým způsobem, že polovina závitů je ve směru hodinových ručiček a druhá polovina ve směru proti směru hodinových ručiček. Magnetický tok způsobený primárem s jednou polovinou cívky se zruší tokem druhé poloviny cívky. Proto je celkový účinek primární strany na sekundární straně nulový a vzájemná indukčnost je také nulová.

Jak izolovat dvě cívky, aby se zabránilo vzájemné indukčnosti?

Izolaci lze provést dvěma způsoby, aby se zabránilo vzájemné indukčnosti

• Navíjením cívek v opačných směrech, první cívka levou rukou nebo proti směru hodinových ručiček, druhá cívka pravou rukou nebo ve směru hodinových ručiček
• Umístěním jednoho chladiče na PWB (deska s plošnými spoji)
• Umístěním k sobě o 90 stupňů

Proč je vlastní indukčnost a vzájemná indukčnost ideálního transformátoru nekonečná?

O ideálním transformátoru se říká, že má nekonečnou magnetickou permeabilitu. Takto se samoindukčnost a vzájemná indukčnost stanou nekonečnými.

Jak dosáhnout nulové indukčnosti?

Nulové indukčnosti lze dosáhnout pomocí procesu zvaného neinduktivní vazba. Odpory v odporové skříni jsou vyrobeny pomocí drátu z 'manganinu'. Drát požadované délky se uprostřed přehne a poté se navine na cívku. Dva konce drátu jsou pájeno na dva konce mezery, pokud je drát zdvojnásoben a navinut takto, proud je ve směru hodinových ručiček v jedné sadě závitů, ale je proti směru hodinových ručiček v jiné sadě závitů. Takže efekty indukčnosti se ruší. Říká se tomu neindukční vinutí.

Najít vzájemnou indukčnost dvou soustředných koplanárních cívek?

Předpokládejme dvě soustředné rovinné cívky s poloměrem R a r, kde R> r, proud = i. Proto magnetické pole ve středu = μ₀i / 2R

Tok vnitřní cívkou = μ₀i / 2R x πr²

Proto vzájemná indukčnost M = tok / proud = μ₀nebo²/ 2R

Může být vzájemná indukčnost záporná?

Pořadí vzájemné indukčnosti nemůže být nikdy záporné, jeho znaménko však může být záporné nebo kladné v závislosti na polaritě indukovaného EMF a směru indukovaného proudu.

Co je magnetizační proud?

Transformátory odebírají konstantní proud ze zdroje pro výrobu magnetického toku. Je známý jako magnetizační proud. Nezáleží na povaze zatížení.

Co se může stát, když selže transformátor?

Porucha transformátoru může způsobit výpadek proudu v celé oblasti, kde je napájeno. Olej použitý v jádře transformátoru může zvýšit riziko požáru.

Definujte autotransformátor.

Autotransformátor je zařízení, které má na rozdíl od izolačních transformátorů stejné vinutí pro primární i sekundární cívky.

Co je jednofázový a třífázový transformátor?

Pokud transformátor pracuje na jednofázovém napájení, pak se nazývá jednofázový transformátor. Podobně, transformátory fungují na třífázovém napájení jsou známé jako třífázové transformátory.

Problém obvodu indukční indukčnosti - Související se transformátorem indukční indukčnosti | Vzájemná indukční síťová analýza

Najděte vstupní impedanci a proud procházející cívkou připojenou k napájecímu napětí v níže uvedeném obvodu. Z₁ = 60 - j100 ohm, Z₂ = 30 + j40 ohm a impedance zátěže Z_L = 80 + j60 ohm. Napájecí napětí = 50∠60, vzájemná indukčnost = j5 ohm, impedance primární cívky = j20 ohm a impedance sekundární cívky = j40 ohm. 

Předpokládejme, že vstupní impedanční proud je i₁ a proud odražené impedance je i₂. Oba proudí ve směru hodinových ručiček.

Víme, vstupní impedance,

Když dáme všechny dané hodnoty, které dostaneme,

Vstupní impedanční proud i₁ = V / Z_in = 50∠60 / 84∠-45 = 0.6∠105

Vzorec transformátoru vzájemné indukčnosti -

V ideálním transformátoru je nulová ztráta výkonu. Takže vstupní výkon = výstupní výkon

or W₁i₁ =W₂i₂

Proto, i₁/i₂ =W₂/W₁

Protože napětí je přímo úměrné ne. závitů v cívce.,
můžeme psát,

Pokud V₂>V₁, pak se transformátor nazývá a krokový transformátor.
Pokud V2 sestoupit transformátor .

Numerické problémy | Příklad příkladu vzájemné indukčnosti

Pokud jsou 2 koaxiální solenoidy konstruovány vinutím využívaným tenkým izolovaným drátem přes trubku o průřezu A = 10 cm² a L = 20 cm, a Pokud má jeden solenoid 300 otáček a druhý 400 otáček, vypočítejte vzájemnou indukčnost mezi nimi.

Podrobné řešení:

Víme, vzájemná indukčnost dvou koaxiálních solenoidů =

Problém vlastní indukčnosti a vzájemné indukčnosti

Dva solenoidy (stejné délky) s₁ a s₂ mít plochy v poměru 3: 4 a počet zatáček v poměru 5: 6. Pokud je vlastní indukčnost s₁ je 10 mH, najděte vzájemnou indukčnost solenoidů.

Podrobné řešení:

Vlastní indukčnost s₁,

Vzájemná indukčnost,

M = 8/5 x L = 16 mH

Kombinace induktorů se vzájemnou indukčností Tři induktory v sérii se vzájemnou indukčností

Q. Najděte celkovou indukčnost tří sérií spojených vzájemně spojených cívek s L₁ = 2 H, L₂ = 4 H, L₃ = 6 H a M₁₂ = 1H, M₂₃ = 2H, M₁₃ = 1H

Podrobné řešení:

Celková indukčnost cívky1 = L₁ + M₁₂ - M₁₃ = 2H

Celková indukčnost cívky2 = L₂ + M₁₂ - M₂₃ = 3H

Celková indukčnost cívky3 = L₃ - M₁₃ - M₂₃ = 3H

Proto celkem = 2 + 3 + 3 = 8 H

MCQ na induktoru

1. Pokud je v induktoru železného jádra železné jádro odstraněno, aby se stalo vzduchovým jádrem, indukčnost bude

1. Moře              b. Méně                 C. Stejný d. Nedostatečné údaje

Podrobné řešení:

Indukčnost induktoru se železným jádrem = μ₀μ_rN₂A / l kde μ_r je relativní permeabilita železného jádra.

Pokud je železné jádro odstraněno, indukčnost induktoru vzduch-jádro = μ₀N₂A / l

μ_r> 1, takže indukčnost klesá, když je odstraněno železné jádro.

2. Pokud je proud v jedné cívce ustálený, co se stane se vzájemnou indukčností?

1.   0           b. ∞ c. Dvakrát d. polovina.

Podrobné řešení:

Při změně magnetického toku je indukován proud. Indukovaný proud v druhé cívce je „0“, pokud se proud ustálí v jedné cívce, takže odpověď je 0.

3. Vypočítejte hodnotu x, pokud je vzájemná indukčnost 20 Henry, indukčnost cívky-1 je x Henry a indukčnost cívky-2 je 8Henry, předpokládejme, že koefektivní vazba je 5.

1.  2 HEnry.        b) 4 Henry. c) 6 Henry. d) 8 Henry.

Podrobné řešení:

Víme, M = k√L₁L₂ 

20 = 5√8x, takže x = 2 H

4. Existují dva dlouhé koaxiální solenoidy stejné délky l. Vnitřní a vnější cívky mají poloměr r₁,r₂ a č. otáček / délky jednotky jsou n₁, n₂. Poté vypočítejte poměr vzájemné indukčnosti / vlastní indukčnosti vnitřní cívky.

1. n₂/n₁          b. (č₂/n₁) (r₂²/r₁²) c. (č₂/n₁) (r₁/r₂) d. n₁/n₂

Podrobné řešení:

Vzájemná indukčnost M = μ₀N_pN_sA_s/l_p kde p označuje parametry primární cívky a s označuje parametry sekundární cívky.

Proto M = μ₀ n₁lxn₂lx A₂/ l = μ₀n₁n₂A₂l

Vlastní indukčnost L₂ vnitřní cívky = μ₀n₂²A₂/l

Takže poměr M / L₂ =n₂/n₁

5. Dvě kruhové cívky jsou uspořádány ve třech situacích uvedených níže. Jejich vzájemná indukčnost bude maximální při které z uspořádání.

1. V (i)             b. V bodě ii) písm. V bodě (iii) d. Stejné ve všech

Podrobné řešení:

Vzájemná indukčnost M = ϕi, kde ϕ je tok přes jednu cívku v důsledku proudu i v jiné cívce a tok ϕ = BA, kde B je vektor magnetického pole a A je vektor oblasti a B a A jsou paralelní v (i) ale kolmo v (ii) a (iii). tok a vzájemná indukčnost jsou tedy maximální v bodě (i).

MCQ týkající se vzájemného indukčního transformátoru

1. Hodnocení transformátorů se měří v _____________

a) kW

b) kVAR

c) HP

d) kVA

Podrobné řešení:

V transformátoru existují dva druhy ztrát - ztráty mědi a ztráty jádra. Ztráty mědi závisí na proudu procházejícím vinutím a ztráty jádra závisí na napětí. Hodnocení transformátoru je tedy uvedeno v kVA.

2. Co transformátor transformuje?

a) frekvence

b) aktuální

c) energie

d) napětí

Podrobné řešení:

Projekt napětí a proud se mění v transformátoru. Můžeme tedy říci, že síla je transformována.

3. Přidáme ___________ pro převod ideálního transformátoru na skutečný transformátor

a) Odpor primárního vinutí a odpor sekundárního vinutí.

b) Úniková reaktance primárního vinutí a úniková reaktance sekundárního vinutí.

c) Primární vinutíodpor, únik- reakce a 2^nd navíjeníreaktance úniku.

d) Nelze vyřešit.

Podrobné řešení:

Primární a sekundární odpory spolu se svodovou reaktancí jsou zapojeny do obvodu jako sériové parametry.

4. Jednofázový transformátor s hodnocením 250 KVA, 11000 V / 415 V, 50 Hz, Najděte primární proud.

a) 602.4Amp.

b) 602.4Amp.

c) 22.7At.t.

d) 11.35 A

Podrobné řešení:

Primární proud je poměr výkonu transformátoru k primárnímu napětí. Primární proud = výkon / napětí = 250000/11000 = 22.7 A.

5. Transformátor 100 kVA s R = 700 Ω a L = 1.2 H lze provozovat na frekvencích 60 i 50 Hz. U stejného hodnocení bude výstup vyšší v

a) 60 Hz

b) 50 ​​Hz

c) stejné v obou

d) nedostatečné údaje

Podrobné řešení:

Na frekvenci 60 Hz,

skutečný výkon transformátoru

Na frekvenci 50 Hz,

skutečný výkon transformátoru

Proto je pro frekvenci 50 Hz výstup vyšší.

6. Dva jednofázové transformátory jsou zapojeny paralelně. Které z možností jsou správné?

a) Musí mít stejnou účinnost.

b) Musí mít jmenovitý výkon.

c) Musí mít stejnou polaritu.

d) Musí mít stejný počet závitů v sekundární cívce.

Podrobné řešení:

Různá účinnost, rozdílný výkon nebo nerovnoměrný počet závitů v cívkách nemá vliv na druh připojení v transformátorech. Jediným požadavkem pro paralelní připojení je, že polarita vinutí musí být stejná.

7. Které faktory ovlivňují účinnost transformátoru?

a) Zatěžovací proud.

b) Frekvence dodávky

c) Výkonový faktor zátěže.

d) A i C volba.

Podrobné řešení:

Účinnost transformátoru je poměr výkonu o / p a výkonu I / p a Pro oba výpočty musíme znát hodnoty účiníku a zatěžovacího proudu.

8. Který z nich by měl maximální počet tahů?

a) Primární vinutí.

b) Sekundární vinutí.

c) Vinutí vysokého napětí.

d) Nízkonapěťové vinutí.

Podrobné řešení:

Víme, že napětí je přímo úměrné ne. otočení v cívce. Proto vinutí vysokého napětí nese největší počet závitů.

9. Který z následujících je správný vztah mezi napětím přiváděným na primární cívku transformátoru (V) a EMF indukovaným v tomto (E)?

a) V = E

b) E = √2Vcos ωt

c) V = √2Ecos ωt

d) E = Vcos ωt

Podrobné řešení:

Ideální transformátor má primární cívku s N₁ otáčky a sekundární cívka s N₂ zapne společné jádro. Napětí zdroje primárního zdroje je E = √2 V cos ωt, zatímco sekundární cívka se zpočátku předpokládá jako otevřený obvod.

10. Poměr počtu závitů v primární cívce a sekundární cívce transformátoru je n potom Jaký bude poměr jejich impedance?

a) Z_p = Z_s/n²

B z_p =n²Z_s

c) Z_p = Z_s/n

d) Z_p = nZ_s

Podrobné řešení:

Poměr impedancí primární cívky k sekundární cívce je přímo úměrný převrácené hodnotě poměru čtverců závitů transformátoru. Poměr primární impedance k sekundární impedanci bude tedy Z_p = Z_s/n².