Преобразувайте нанохенри nH - — - микрохенри µH • Електротехника • Преобразувател на индуктивност •

Конвертор на единици Преобразуване нанохенри [nH] микрохенри [µH]

Специфичен обем

Ако някой излезе с идеята да проведе проучване на населението на Земята по темата „Какво знаете за индуктивността?“, Тогава по-голямата част от респондентите просто биха свили рамене. Но това е вторият най-многоброен технически елемент след транзисторите, на който се основава съвременната цивилизация! Любителите на детективите, спомняйки си, че в младостта си са чели с различна степен на увереност увлекателните истории на сър Артър Конан Дойл за приключенията на известния детектив Шерлок Холмс, ще измърморят нещо за метода, използван от гореспоменатия детектив. В същото време, подразбирайки метода на дедукцията, който, наред с метода на индукцията, е основният метод на познание в западната философия на новото време.

С метода на индукцията се извършва изучаването на отделни факти, принципи и формирането на общи теоретични концепции въз основа на получените резултати (от частното към общото). Методът на дедукцията, напротив, включва изучаването на общи принципи, закони, когато разпоредбите на теорията се разпределят в отделни явления.

Трябва да се отбележи, че индукцията, в смисъла на метода, няма пряка връзка с индуктивността, те просто имат общ латински коренinductio- ръководство, мотивация - и обозначават напълно различни понятия.

Само малка част от респондентите сред носителите на точните науки - професионални физици, електроинженери, радиоинженери и студенти от тези области - ще могат да дадат ясен отговор на този въпрос, а някои от тях са готови да прочетат цяла лекция по тази тема в движение.

Във физиката индуктивността или коефициентът на самоиндукция се определя като коефициент на пропорционалност L между магнитнитепоток F около проводник с ток и тока I, който го генерира, или - в по-строга формулировка - това е коефициентът на пропорционалност между електрическия ток, протичащ във всяка затворена верига, и магнитния поток, създаден от този ток:

За да се разбере физическата роля на индуктора в електрическите вериги, може да се използва аналогията на формулата за енергията, съхранявана в него, когато протича ток I, с формулата за механичната кинетична енергия на тялото.

За даден ток I, индуктивността L определя енергията на магнитното поле W, създадено от този ток I:

По същия начин механичната кинетична енергия на тялото се определя от масата на тялото m и неговата скорост V:

Тоест индуктивността, подобно на масата, не позволява на енергията на магнитното поле да се увеличи мигновено, както масата не позволява да се направи това с кинетичната енергия на тялото.

Нека проучим поведението на тока в индуктивността:

Поради инерцията на индуктивността, фронтовете на входното напрежение се изтеглят. Такава схема в автоматизацията и радиотехниката се нарича интегрираща схема и се използва за извършване на математическата операция интегриране.

Нека да проучим напрежението на индуктора:

В моментите на прилагане и премахване на напрежението, поради ЕМП на самоиндукция, присъща на индуктивните намотки, възникват скокове на напрежение. Такава схема в автоматизацията и радиотехниката се нарича диференцираща верига и се използва в автоматизацията за коригиране на процеси в контролиран обект, които са с бърз характер.

Единици

В системата SI индуктивността се измерва в хенри, съкратено като H. Верига с ток има индуктивност от един хенри, ако, когато токът се промени с един ампер за секунда, на клемите на веригата ще се появи напрежение от един волт.

INварианти на системата CGS - системата CGSM и в системата на Гаус, индуктивността се измерва в сантиметри (1 H = 10⁹ cm; 1 cm = 1 nH); за сантиметри името абенри се използва и като единица за индуктивност. В системата CGSE единицата за индуктивност или е оставена неназована, или понякога се нарича статени (1 статени ≈ 8,987552 × 10⁻¹¹ хенри, коефициентът на преобразуване е числено равен на 10⁻⁹ от квадрата на скоростта на светлината, изразена в cm/s).

Историческа справка

Сред учените, участвали в изследването на свойствата на индуктивността и разработването на нейните различни приложения, е необходимо да се спомене сър Хенри Кавендиш, който провежда експерименти с електричество; Майкъл Фарадей, който откри електромагнитната индукция; Никола Тесла, който е известен с работата си върху електрическите преносни системи; Андре-Мари Ампер, който се смята за откривател на теорията за електромагнетизма; Густав Робърт Кирхоф, който изследва електрически вериги; Джеймс Кларк Максуел, който изучава електромагнитните полета и техните конкретни примери: електричество, магнетизъм и оптика; Хенри Рудолф Херц, който доказа съществуването на електромагнитни вълни; Албърт Ейбрахам Майкелсън и Робърт Андрюс Миликен. Разбира се, всички тези учени са изследвали и други проблеми, които не са споменати тук.

Индуктор

По дефиниция индукторът е спирална, спирална или спирална намотка от навит изолиран проводник, който има значителна индуктивност с относително малък капацитет и ниско активно съпротивление. В резултат на това, когато през намотката протича променлив електрически ток, се наблюдава нейната значителна инерция, която може да се наблюдава в експеримента, описан по-горе. При висока честотатехника, индукторът може да се състои от един оборот или част от него; в граничния случай, при микровълнови честоти, парче проводник се използва за създаване на индуктивност, която има така наречената разпределена индуктивност (лентови линии).

Приложение в техниката

Използват се индуктори:

За потискане на смущения, изглаждане на пулсации, съхранение на енергия, ограничаване на променлив ток, в резонансни (осцилиращи вериги) и честотно-селективни вериги; създаване на магнитни полета, сензори за движение, в четците на кредитни карти, както и в самите безконтактни кредитни карти.
Индукторите (заедно с кондензаторите и резисторите) се използват за изграждане на различни вериги с честотно зависими свойства, по-специално филтри, вериги за обратна връзка, осцилаторни вериги и др. Такива намотки съответно се наричат така: контурна намотка, филтърна намотка и т.н.
Две индуктивно свързани намотки образуват трансформатор.
Индуктор, захранван от импулсен ток от транзисторен превключвател, понякога се използва като източник на високо напрежение с ниска мощност в слаботокови вериги, когато създаването на отделно високо захранващо напрежение в захранването е невъзможно или не е икономически осъществимо. В този случай на намотката се появяват високо напрежение поради самоиндукция, която може да се използва във веригата.
Когато се използва за потискане на смущенията, изглаждане на вълните на електрически ток, изолиране (отделяне) на високата честота на различни части на веригата и съхраняване на енергия в магнитното поле на сърцевината, индукторът се нарича дросел.
В силовата електротехника (за ограничаване на тока в случай на например късо съединениеЕлектрическа линия) индукторът се нарича реактор.
Ограничителите на тока на заваръчните машини са направени под формата на индуктор, ограничавайки тока на заваръчната дъга и го правят по-стабилен, като по този начин ви позволява да получите по-равномерен и издръжлив заваръчен шев.
Индукторите се използват и като електромагнити - изпълнителни механизми. Цилиндричен индуктор, чиято дължина е много по-голяма от диаметъра, се нарича соленоид. В допълнение, соленоидът често се нарича устройство, което извършва механична работа поради магнитно поле, когато феромагнитното ядро е изтеглено.
В електромагнитните релета индукторите се наричат релейни намотки.
Отоплителен индуктор - специален индуктор, работно тяло на индукционни нагревателни инсталации и кухненски индукционни фурни.

Като цяло във всички генератори на електрически ток от всякакъв тип, както и в електродвигателите, техните намотки са индуктори. Следвайки традицията на древните, изобразяващи плоска Земя, стояща върху три слона или кита, днес можем да твърдим с основателна причина, че животът на Земята се основава на индуктор.

В края на краищата дори магнитното поле на Земята, което защитава всички земни организми от корпускулярна космическа и слънчева радиация, според основната хипотеза за неговия произход, е свързано с потока на огромни токове в течното метално ядро на Земята. Всъщност това ядро е индуктор в планетарен мащаб. Изчислено е, че зоната, в която работи механизмът "магнитно динамо", се намира на разстояние 0,25-0,3 от радиуса на Земята.

В заключение бих искал да говоря за някои любопитни свойства на индукторите, които вие сами бихте моглида наблюдавате, като имате под ръка най-простите материали и налични устройства. За провеждане на експерименти се нуждаем от парчета изолиран меден проводник, феритен прът и всеки модерен мултицет с функция за измерване на индуктивност. Спомнете си, че всеки проводник с ток създава около себе си магнитно поле от този вид, показано на фигура 7.

Навиваме четири дузини навивки от тел на феритен прът с малка стъпка (разстоянието между завоите). Това ще бъде барабан №1. След това навиваме същия брой намотки със същата стъпка, но с обратна посока на навиване. Това ще бъде намотка №2. И след това навиваме 20 оборота в произволна посока близо. Това ще бъде намотка #3. След това внимателно ги извадете от феритния прът. Магнитното поле на такива индуктори изглежда подобно на показаното на фиг. 8.

Индукторите се разделят основно на два класа: с магнитна и немагнитна сърцевина. Фигура 8 показва намотка с немагнитна сърцевина, въздухът играе ролята на немагнитна сърцевина. На фиг. 9 показва примери за индуктори с магнитна сърцевина, която може да бъде затворена или отворена.

Основно се използват феритни сърцевини и пластини от електротехническа стомана. Ядрата увеличават индуктивността на намотките в пъти. За разлика от сърцевините под формата на цилиндър, сърцевините под формата на пръстен (тороидални) ви позволяват да получите голяма индуктивност, тъй като магнитният поток в тях е затворен.

Нека свържем краищата на мултиметъра, включен в режим на измерване на индуктивност, към краищата на бобина № 1. Индуктивността на такава намотка е изключително малка, от порядъка на няколко фракции от микрохенри, така че устройството не показва нищо (фиг. 10). Нека започнем да въвеждаме феритен прът в намотката (фиг. 11). Устройството показва около дузина микрохенри,освен това, когато бобината се движи към центъра на пръта, нейната индуктивност се увеличава около три пъти (фиг. 12).

Когато намотката се придвижи към другия край на пръта, стойността на индуктивността на намотката отново пада. Заключение: индуктивността на намотките може да се регулира чрез преместване на сърцевината в тях, а максималната му стойност се постига, когато намотката е разположена върху феритния прът (или, обратно, прътът в намотката) в центъра. Така че имаме истински, макар и малко неудобен вариометър. След като направихме горния експеримент с намотка № 2, ще получим подобни резултати, тоест посоката на намотката не влияе на индуктивността.

Нека да поставим завъртанията на намотката № 1 или № 2 върху феритния прът по-плътно, без празнини между завоите, и отново да измерим индуктивността. Той се увеличи (фиг. 13).

А когато намотката се опъне по пръта, нейната индуктивност намалява (фиг. 14). Заключение: чрез промяна на разстоянието между завоите можете да регулирате индуктивността, а за максимална индуктивност трябва да навиете намотката „завой на завой“. Методът за регулиране на индуктивността чрез разтягане или компресиране на завоите често се използва от радиоинженерите, настройвайки своето приемо-предавателно оборудване на желаната честота.

Нека инсталираме намотка № 3 на феритния прът и измерим индуктивността му (фиг. 15). Броят на навивките е намален наполовина и индуктивността е намалена наполовина. Заключение: колкото по-малък е броят на навивките, толкова по-ниска е индуктивността и няма линейна връзка между индуктивността и броя на навивките.