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Sehen Sie, was „μH“ in anderen Wörterbüchern ist. Eigenkapazität von Induktoren

Mikrohenry

  1. µH

Wörterbuch: S. Fadeev. Wörterbuch der Abkürzungen der modernen russischen Sprache. - St. Petersburg: Politekhnika, 1997. - 527 S.


. Akademiemitglied 2015.

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1 Mikrohenry [µH] = 1E-06 Henry [H]

Ursprünglicher Wert

Umgerechneter Wert

Henry Exahenry Petahenry Terahenry Gigahenry Megahenry Kilohenry Hecthenry Dekahenry Dezihenry Centihenry Millihenry Mikrohenry Nanohenry Pichenry Femtogenry Attogenry Weber/Ampere Abhenry Einheit der Induktivität SGSM Stathenry Einheit der Induktivität SGSE

Spezifische Wärme

Mehr über Induktivität

Einführung

Wenn jemand auf die Idee käme, eine Umfrage unter der Weltbevölkerung zum Thema „Was wissen Sie über Induktivität?“ durchzuführen, würde die überwiegende Mehrheit der Befragten nur mit den Schultern zucken. Aber dies ist nach Transistoren das zweithäufigste technische Element, auf dem die moderne Zivilisation basiert! Detektivfans, die sich daran erinnern, dass sie in ihrer Jugend die spannenden Geschichten von Sir Arthur Conan Doyle über die Abenteuer des berühmten Detektivs Sherlock Holmes gelesen haben, werden mit unterschiedlichem Selbstvertrauen etwas über die Methode murmeln, die der oben erwähnte Detektiv verwendet hat. Gleichzeitig impliziert dies die Methode der Deduktion, die neben der Methode der Induktion die wichtigste Erkenntnismethode in der westlichen Philosophie des New Age darstellt.

Mit der Induktionsmethode werden einzelne Sachverhalte und Prinzipien untersucht und auf der Grundlage der erzielten Ergebnisse allgemeine theoretische Konzepte (vom Besonderen zum Allgemeinen) gebildet. Die Deduktionsmethode hingegen beinhaltet die Erforschung allgemeiner Prinzipien und Gesetze, wenn die Bestimmungen der Theorie auf einzelne Phänomene verteilt werden.

Es ist zu beachten, dass die Induktion im Sinne der Methode keinen direkten Bezug zur Induktivität hat, sondern lediglich eine gemeinsame lateinische Wurzel hat Induktion- Anleitung, Motivation - und bedeuten völlig unterschiedliche Konzepte.

Nur ein kleiner Teil der Befragten aus den exakten Wissenschaften – Berufsphysiker, Elektrotechniker, Funkingenieure und Studenten dieser Bereiche – wird diese Frage eindeutig beantworten können und einige von ihnen sind bereit, eine ganze Vorlesung zu halten gleich zu diesem Thema.

Definition von Induktivität

In der Physik ist die Induktivität oder der Selbstinduktionskoeffizient definiert als der Proportionalitätskoeffizient L zwischen dem magnetischen Fluss Ф um einen stromdurchflossenen Leiter und dem ihn erzeugenden Strom I, oder – strenger formuliert – der Proportionalitätskoeffizient zwischen dem in einem geschlossenen Stromkreis fließenden elektrischen Strom und dem durch diesen Strom erzeugten magnetischen Fluss:

Ф = L·I

L = Ф/I

Um die physikalische Rolle des Induktors in Stromkreisen zu verstehen, kann man die Formel für die in ihm gespeicherte Energie beim Fließen des Stroms I mit der Formel für die mechanische kinetische Energie des Körpers analogisieren.

Für einen gegebenen Strom I bestimmt die Induktivität L die Energie des von diesem Strom I erzeugten Magnetfelds W:

W I= 1 / 2 · L · ICH 2

Ebenso wird die mechanische kinetische Energie eines Körpers durch die Masse des Körpers m und seine Geschwindigkeit V bestimmt:

Wo= 1 / 2 · M · V 2

Das heißt, die Induktivität lässt ebenso wie die Masse nicht zu, dass die Energie des Magnetfelds sofort ansteigt, ebenso wie die Masse dies nicht mit der kinetischen Energie des Körpers zulässt.

Lassen Sie uns das Verhalten des Stroms in der Induktivität untersuchen:

Aufgrund der Trägheit der Induktivität werden die Flanken der Eingangsspannung verzögert. In der Automatisierungs- und Funktechnik wird eine solche Schaltung als Integrierschaltung bezeichnet und dient zur Durchführung der mathematischen Operation der Integration.

Lassen Sie uns die Spannung am Induktor untersuchen:

In den Momenten des Anlegens und Entfernens von Spannung treten aufgrund der den Induktionsspulen innewohnenden selbstinduktiven EMK Spannungsstöße auf. Eine solche Schaltung wird in der Automatisierungs- und Funktechnik als Differenzierung bezeichnet und dient in der Automatisierung dazu, Vorgänge in einem gesteuerten Objekt zu korrigieren, die ihrer Natur nach schnell sind.

Einheiten

Im SI-Einheitensystem wird die Induktivität in Henry gemessen, abgekürzt als Hn. Ein stromdurchflossener Stromkreis hat eine Induktivität von einem Henry, wenn an den Anschlüssen des Stromkreises eine Spannung von einem Volt auftritt, wenn sich der Strom um ein Ampere pro Sekunde ändert.

In Varianten des SGS-Systems – dem SGSM-System und im Gaußschen System wird die Induktivität in Zentimetern gemessen (1 H = 10⁹ cm; 1 cm = 1 nH); Für Zentimeter wird auch der Name Abhenry als Einheit der Induktivität verwendet. Im SGSE-System bleibt die Maßeinheit der Induktivität entweder namenlos oder wird manchmal auch Stathenry genannt (1 Stathenry ≈ 8,987552 · 10⁻¹¹ Henry). Der Umrechnungsfaktor entspricht numerisch 10⁻⁹ dem Quadrat der Lichtgeschwindigkeit, ausgedrückt in cm /S).

Historische Referenz

Das zur Bezeichnung der Induktivität verwendete Symbol L wurde zu Ehren von Heinrich Friedrich Emil Lenz übernommen, der für seine Beiträge zur Erforschung des Elektromagnetismus bekannt ist und die Lenzsche Regel über die Eigenschaften des induzierten Stroms abgeleitet hat. Die Einheit der Induktivität ist nach Joseph Henry benannt, der die Selbstinduktivität entdeckte. Der Begriff Induktivität selbst wurde im Februar 1886 von Oliver Heaviside geprägt.

Unter den Wissenschaftlern, die an der Untersuchung der Eigenschaften der Induktivität und der Entwicklung ihrer verschiedenen Anwendungen beteiligt waren, ist Sir Henry Cavendish zu erwähnen, der Experimente mit Elektrizität durchführte; Michael Faraday, der die elektromagnetische Induktion entdeckte; Nikola Tesla, der für seine Arbeiten zu elektrischen Übertragungssystemen berühmt ist; André-Marie Ampere, der als Entdecker der Theorie des Elektromagnetismus gilt; Gustav Robert Kirchhoff, der elektrische Schaltkreise studierte; James Clark Maxwell, der elektromagnetische Felder und ihre besonderen Beispiele untersuchte: Elektrizität, Magnetismus und Optik; Henry Rudolf Hertz, der bewies, dass elektromagnetische Wellen existieren; Albert Abraham Michelson und Robert Andrews Millikan. Natürlich haben alle diese Wissenschaftler auch andere Probleme untersucht, die hier nicht erwähnt werden.

Induktor

Per Definition ist ein Induktor eine helikale, spiralförmige oder spiralförmige Spule, die aus einem gewickelten isolierten Leiter besteht, der eine erhebliche Induktivität bei relativ kleiner Kapazität und niedrigem aktiven Widerstand aufweist. Wenn ein elektrischer Wechselstrom durch die Spule fließt, wird daher eine erhebliche Trägheit beobachtet, die im oben beschriebenen Experiment beobachtet werden kann. In der Hochfrequenztechnik kann eine Induktivität aus einer Windung oder einem Teil davon bestehen; im Extremfall wird bei Höchstfrequenzen ein Stück Leiter zur Erzeugung einer Induktivität verwendet, die die sogenannte verteilte Induktivität (Streifenleitungen) aufweist ).

Anwendung in der Technik

Induktoren werden verwendet:

  • Zur Rauschunterdrückung, Welligkeitsglättung, Energiespeicherung, Wechselstrombegrenzung, in Resonanz- (Schwingkreis) und frequenzselektiven Kreisen; B. bei der Erzeugung von Magnetfeldern, Bewegungssensoren, in Kreditkartenlesegeräten sowie in kontaktlosen Kreditkarten selbst.
  • Mit Induktivitäten (zusammen mit Kondensatoren und Widerständen) werden verschiedene Schaltungen mit frequenzabhängigen Eigenschaften aufgebaut, insbesondere Filter, Rückkopplungsschaltungen, Schwingkreise und andere. Solche Spulen werden dementsprechend als Konturspule, Filterspule usw. bezeichnet.
  • Zwei induktiv gekoppelte Spulen bilden einen Transformator.
  • Eine Induktivität, die durch einen gepulsten Strom von einem Transistorschalter gespeist wird, wird manchmal als Hochspannungsquelle mit geringer Leistung in Schwachstromkreisen verwendet, wenn die Erzeugung einer separaten hohen Versorgungsspannung im Netzteil unmöglich oder wirtschaftlich unpraktisch ist. In diesem Fall treten aufgrund der Selbstinduktion hohe Spannungsstöße an der Spule auf, die im Stromkreis genutzt werden können.
  • Wenn ein Induktor zur Unterdrückung von Störungen, zum Glätten elektrischer Stromwelligkeiten, zur Isolierung (Hochfrequenz-) verschiedener Teile des Stromkreises und zum Speichern von Energie im Magnetfeld des Kerns verwendet wird, wird er als Induktor bezeichnet.
  • In der Leistungselektrotechnik (um den Strom beispielsweise bei einem Kurzschluss einer Stromleitung zu begrenzen) wird eine Induktivität als Drossel bezeichnet.
  • Strombegrenzer für Schweißgeräte werden in Form einer Induktionsspule hergestellt, die den Strom des Schweißlichtbogens begrenzt und ihn stabiler macht, wodurch eine gleichmäßigere und dauerhaftere Schweißung ermöglicht wird.
  • Induktoren werden auch als Elektromagnete – Aktoren – verwendet. Ein zylindrischer Induktor, dessen Länge viel größer ist als sein Durchmesser, wird als Magnetspule bezeichnet. Darüber hinaus wird ein Magnet oft als Gerät bezeichnet, das aufgrund eines Magnetfelds mechanische Arbeit verrichtet, wenn ein ferromagnetischer Kern zurückgezogen wird.
  • In elektromagnetischen Relais werden die Induktivitäten als Relaiswicklungen bezeichnet.
  • Ein Heizinduktor ist eine spezielle Induktorspule, das Arbeitselement von Induktionsheizanlagen und Kücheninduktionsöfen.

Im Großen und Ganzen sind ihre Wicklungen bei allen Stromgeneratoren jeglicher Art sowie bei Elektromotoren Induktorspulen. In Anlehnung an die alte Tradition, eine flache Erde auf drei Elefanten oder Walen darzustellen, könnten wir heute mit größerem Recht behaupten, dass das Leben auf der Erde auf einer Induktionsspule beruht.

Denn auch das Erdmagnetfeld, das alle terrestrischen Organismen vor korpuskularer kosmischer und Sonnenstrahlung schützt, ist nach der Haupthypothese über seinen Ursprung mit dem Fluss riesiger Ströme im flüssigen Metallkern der Erde verbunden. Im Wesentlichen handelt es sich bei diesem Kern um einen Induktor im Planetenmaßstab. Es wird geschätzt, dass die Zone, in der der „magnetische Dynamo“-Mechanismus funktioniert, in einer Entfernung von 0,25 bis 0,3 Erdradien liegt.

Reis. 7. Magnetfeld um einen stromdurchflossenen Leiter. ICH- aktuell, B- Vektor der magnetischen Induktion.

Experimente

Abschließend möchte ich über einige interessante Eigenschaften von Induktoren sprechen, die Sie selbst beobachten können, wenn Sie über einfachste Materialien und verfügbare Geräte verfügen. Zur Durchführung der Experimente benötigen wir isolierte Kupferdrahtstücke, einen Ferritstab und jedes moderne Multimeter mit Induktivitätsmessfunktion. Erinnern wir uns daran, dass jeder stromdurchflossene Leiter um sich herum ein Magnetfeld dieser Art erzeugt, wie in Abbildung 7 dargestellt.

Wir wickeln vier Dutzend Drahtwindungen mit einer kleinen Steigung (dem Abstand zwischen den Windungen) um den Ferritstab. Dies wird Spule Nr. 1 sein. Dann wickeln wir die gleiche Anzahl Windungen mit der gleichen Steigung, aber mit der entgegengesetzten Wickelrichtung. Dies wird Spule Nummer 2 sein. Und dann wickeln wir dicht nebeneinander 20 Windungen in eine beliebige Richtung. Dies wird Spule Nummer 3 sein. Entfernen Sie sie dann vorsichtig vom Ferritstab. Das Magnetfeld solcher Induktoren sieht ungefähr so ​​aus, wie in Abb. 8.

Induktoren werden hauptsächlich in zwei Klassen eingeteilt: mit magnetischem und nichtmagnetischem Kern. Abbildung 8 zeigt eine Spule mit einem nichtmagnetischen Kern, die Rolle des nichtmagnetischen Kerns übernimmt Luft. In Abb. In Abb. 9 zeigt Beispiele für Induktoren mit Magnetkern, der geschlossen oder offen sein kann.

Hauptsächlich werden Ferritkerne und Elektrobleche verwendet. Die Kerne erhöhen die Induktivität der Spulen deutlich. Im Gegensatz zu zylinderförmigen Kernen ermöglichen ringförmige (Ringkern-)Kerne eine höhere Induktivität, da der magnetische Fluss in ihnen geschlossen ist.

Verbinden wir die Enden des im Induktivitätsmessmodus eingeschalteten Multimeters mit den Enden der Spule Nr. 1. Die Induktivität einer solchen Spule ist extrem klein und liegt in der Größenordnung von mehreren Bruchteilen eines Mikrohenrys, sodass das Gerät nichts anzeigt (Abb. 10). Beginnen wir mit dem Einführen eines Ferritstabs in die Spule (Abb. 11). Das Gerät zeigt etwa ein Dutzend Mikrohenry an, und wenn sich die Spule in Richtung der Stabmitte bewegt, erhöht sich ihre Induktivität etwa um das Dreifache (Abb. 12).

Wenn sich die Spule zum anderen Ende des Stabes bewegt, sinkt der Induktivitätswert der Spule wieder. Fazit: Die Induktivität von Spulen lässt sich durch Verschieben des Kerns in ihnen einstellen und erreicht ihren Maximalwert, wenn sich die Spule auf dem Ferritstab (oder umgekehrt dem Stab in der Spule) in der Mitte befindet. So haben wir ein echtes, wenn auch etwas unhandliches Variometer bekommen. Nachdem wir das obige Experiment mit Spule Nr. 2 durchgeführt haben, erhalten wir ähnliche Ergebnisse, das heißt, die Wicklungsrichtung hat keinen Einfluss auf die Induktivität.

Platzieren wir die Windungen der Spule Nr. 1 oder Nr. 2 enger, ohne Lücken zwischen den Windungen, auf dem Ferritstab und messen wir die Induktivität erneut. Es hat zugenommen (Abb. 13).

Und wenn die Spule entlang des Stabes gedehnt wird, nimmt ihre Induktivität ab (Abb. 14). Fazit: Durch Ändern des Windungsabstands können Sie die Induktivität anpassen. Für eine maximale Induktivität müssen Sie die Spule „Umdrehung um Umdrehung“ wickeln. Die Technik der Anpassung der Induktivität durch Strecken oder Stauchen der Windungen wird häufig von Funkingenieuren verwendet, um ihre Transceiver-Geräte auf die gewünschte Frequenz abzustimmen.

Lassen Sie uns Spule Nr. 3 auf dem Ferritstab installieren und ihre Induktivität messen (Abb. 15). Die Windungszahl wurde halbiert und die Induktivität um das Vierfache reduziert. Fazit: Je geringer die Windungszahl, desto geringer die Induktivität, und es gibt keinen linearen Zusammenhang zwischen Induktivität und Windungszahl.

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Die vorgeschlagenen Referenzinformationen zur Kennzeichnung von Drosseln und Induktoren werden besonders für Funkamateure und Elektronikingenieure bei der Reparatur von Radios und Audiogeräten nützlich sein. Und in anderen elektronischen Geräten sind sie keine Seltenheit.

Sie werden normalerweise durch den Nenninduktivitätswert und die Toleranz kopiert, d. h. eine kleine prozentuale Abweichung vom angegebenen Nennwert. Der Nennwert wird durch Zahlen und die Toleranz durch Buchstaben angegeben. Typische Beispiele für die Kennzeichnung von Induktivitäten mit alphanumerischen Codes sehen Sie im Bild unten.


Am weitesten verbreitet sind zwei Arten der Codierung:

Die ersten beiden Ziffern geben den Wert in Mikrohenry (µH) an, die letzten beiden Ziffern geben die Anzahl der Nullen an. Der darauf folgende Buchstabe gibt die Toleranz gegenüber dem Nennwert an. Zum Beispiel Induktivitätsmarkierung 272J spricht über die Konfession 2700 µH, mit Erlaubnis ±5 %. Wenn der letzte Buchstabe nicht angegeben wird, beträgt die Standardtoleranz ±20 %. Bei Induktivitätsspulen mit weniger als 10 µH wird die Dezimalpunktfunktion durch den lateinischen Buchstaben R und bei Induktivitäten mit weniger als 1 µH durch das Symbol N ausgeführt. Beispiele finden Sie in der Abbildung unten.


Die zweite Kodierungsmethode ist die direkte Markierung. In diesem Fall zeigt die 680K-Markierung nicht 68 µH ±10 % an, wie bei der obigen Methode, sondern 680 µH ±10 %.

Eine hervorragende Sammlung von Dienstprogrammen für Amateurfunkberechnungen von Induktoren und verschiedenen Arten von Schwingkreisen. Mit diesen Programmen können Sie die Spule auch für einen Metalldetektor ohne unnötige Probleme berechnen.

Gemäß der internationalen Norm IEC 82 sind die Drosseln mit farblich gekennzeichneten Induktivitätswerten und Toleranzen gekennzeichnet. Typischerweise werden vier oder drei farbige Punkte oder Ringe verwendet. Die ersten beiden Markierungen geben den Wert der Nenninduktivität in Mikrohenry (µH) an, die dritte ist der Multiplikator und die vierte gibt die Toleranz an. Bei einer Dreipunktkodierung wird von einer Toleranz von 20 % ausgegangen. Der farbige Ring, der die erste Ziffer des Nennwerts markiert, kann etwas breiter sein als die anderen.

Murata-Induktivitätsmarkierungssystem

Induktivitätsmarkierungssystem der EC24-Serie


Der Nennwert und seine zulässigen Abweichungen werden durch farbige Streifen kodiert. Der 1. und 2. Streifen bedeuten zwei Ziffern des Nennwerts in Mikrohenry, zwischen denen sich ein Dezimalpunkt befindet, der dritte Streifen ist der Dezimalmultiplikator, der vierte ist die Genauigkeit. Der Induktor hat beispielsweise braune, schwarze, schwarze und silberne Streifen; sein Nennwert beträgt 10×1 = 10 µH mit einem Fehler von 10 %.

Den Zweck der Farbstreifen entnehmen Sie bitte der folgenden Tabelle:

Farbe 1. und 2. Ziffer des Nennwerts Faktor Genauigkeit
Schwarz 0 1 ±20 %
Braun 1 10 -
Rot 2 100 -
Orange 3 1000 -
Gelb 4 - -
Grün 5 - -
Blau 6 - -
Violett 7 - -
Grau 8 - -
Weiß 9 - -
Gold - o,1 ±5 %
Silber - 0,01 ±10 %

SMD-Drosseln sind in vielen Gehäusetypen erhältlich, die Gehäuse folgen jedoch einem allgemein anerkannten Größenstandard. Dies vereinfacht die automatische Installation elektronischer Komponenten erheblich. Ja, und für Funkamateure ist die Navigation etwas einfacher.


Der einfachste Weg, den richtigen Gashebel auszuwählen, ist die Betrachtung von Katalogen und Standardgrößen. Standardgrößen werden wie im vorliegenden Fall mit einem vierstelligen Code (z. B. 0805) angegeben. In diesem Fall gibt „08“ die Länge und „05“ die Breite in Zoll an. Die tatsächliche Größe eines solchen SMD-Induktors beträgt 0,08 x 0,05 Zoll.

Hervorragende Amateurfunkauswahl eines unbekannten Autors zu verschiedenen Typen fast aller Funkkomponenten

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1 Mikrohenry [µH] = 0,001 Millihenry [mH]

Ursprünglicher Wert

Umgerechneter Wert

Henry Exahenry Petahenry Terahenry Gigahenry Megahenry Kilohenry Hecthenry Dekahenry Dezihenry Centihenry Millihenry Mikrohenry Nanohenry Pichenry Femtogenry Attogenry Weber/Ampere Abhenry Einheit der Induktivität SGSM Stathenry Einheit der Induktivität SGSE

Massenkonzentration in Lösung

Mehr über Induktivität

Einführung

Wenn jemand auf die Idee käme, eine Umfrage unter der Weltbevölkerung zum Thema „Was wissen Sie über Induktivität?“ durchzuführen, würde die überwiegende Mehrheit der Befragten nur mit den Schultern zucken. Aber dies ist nach Transistoren das zweithäufigste technische Element, auf dem die moderne Zivilisation basiert! Detektivfans, die sich daran erinnern, dass sie in ihrer Jugend die spannenden Geschichten von Sir Arthur Conan Doyle über die Abenteuer des berühmten Detektivs Sherlock Holmes gelesen haben, werden mit unterschiedlichem Selbstvertrauen etwas über die Methode murmeln, die der oben erwähnte Detektiv verwendet hat. Gleichzeitig impliziert dies die Methode der Deduktion, die neben der Methode der Induktion die wichtigste Erkenntnismethode in der westlichen Philosophie des New Age darstellt.

Mit der Induktionsmethode werden einzelne Sachverhalte und Prinzipien untersucht und auf der Grundlage der erzielten Ergebnisse allgemeine theoretische Konzepte (vom Besonderen zum Allgemeinen) gebildet. Die Deduktionsmethode hingegen beinhaltet die Erforschung allgemeiner Prinzipien und Gesetze, wenn die Bestimmungen der Theorie auf einzelne Phänomene verteilt werden.

Es ist zu beachten, dass die Induktion im Sinne der Methode keinen direkten Bezug zur Induktivität hat, sondern lediglich eine gemeinsame lateinische Wurzel hat Induktion- Anleitung, Motivation - und bedeuten völlig unterschiedliche Konzepte.

Nur ein kleiner Teil der Befragten aus den exakten Wissenschaften – Berufsphysiker, Elektrotechniker, Funkingenieure und Studenten dieser Bereiche – wird diese Frage eindeutig beantworten können und einige von ihnen sind bereit, eine ganze Vorlesung zu halten gleich zu diesem Thema.

Definition von Induktivität

In der Physik ist die Induktivität oder der Selbstinduktionskoeffizient definiert als der Proportionalitätskoeffizient L zwischen dem magnetischen Fluss Ф um einen stromdurchflossenen Leiter und dem ihn erzeugenden Strom I, oder – strenger formuliert – der Proportionalitätskoeffizient zwischen dem in einem geschlossenen Stromkreis fließenden elektrischen Strom und dem durch diesen Strom erzeugten magnetischen Fluss:

Ф = L·I

L = Ф/I

Um die physikalische Rolle des Induktors in Stromkreisen zu verstehen, kann man die Formel für die in ihm gespeicherte Energie beim Fließen des Stroms I mit der Formel für die mechanische kinetische Energie des Körpers analogisieren.

Für einen gegebenen Strom I bestimmt die Induktivität L die Energie des von diesem Strom I erzeugten Magnetfelds W:

W I= 1 / 2 · L · ICH 2

Ebenso wird die mechanische kinetische Energie eines Körpers durch die Masse des Körpers m und seine Geschwindigkeit V bestimmt:

Wo= 1 / 2 · M · V 2

Das heißt, die Induktivität lässt ebenso wie die Masse nicht zu, dass die Energie des Magnetfelds sofort ansteigt, ebenso wie die Masse dies nicht mit der kinetischen Energie des Körpers zulässt.

Lassen Sie uns das Verhalten des Stroms in der Induktivität untersuchen:

Aufgrund der Trägheit der Induktivität werden die Flanken der Eingangsspannung verzögert. In der Automatisierungs- und Funktechnik wird eine solche Schaltung als Integrierschaltung bezeichnet und dient zur Durchführung der mathematischen Operation der Integration.

Lassen Sie uns die Spannung am Induktor untersuchen:

In den Momenten des Anlegens und Entfernens von Spannung treten aufgrund der den Induktionsspulen innewohnenden selbstinduktiven EMK Spannungsstöße auf. Eine solche Schaltung wird in der Automatisierungs- und Funktechnik als Differenzierung bezeichnet und dient in der Automatisierung dazu, Vorgänge in einem gesteuerten Objekt zu korrigieren, die ihrer Natur nach schnell sind.

Einheiten

Im SI-Einheitensystem wird die Induktivität in Henry gemessen, abgekürzt als Hn. Ein stromdurchflossener Stromkreis hat eine Induktivität von einem Henry, wenn an den Anschlüssen des Stromkreises eine Spannung von einem Volt auftritt, wenn sich der Strom um ein Ampere pro Sekunde ändert.

In Varianten des SGS-Systems – dem SGSM-System und im Gaußschen System wird die Induktivität in Zentimetern gemessen (1 H = 10⁹ cm; 1 cm = 1 nH); Für Zentimeter wird auch der Name Abhenry als Einheit der Induktivität verwendet. Im SGSE-System bleibt die Maßeinheit der Induktivität entweder namenlos oder wird manchmal auch Stathenry genannt (1 Stathenry ≈ 8,987552 · 10⁻¹¹ Henry). Der Umrechnungsfaktor entspricht numerisch 10⁻⁹ dem Quadrat der Lichtgeschwindigkeit, ausgedrückt in cm /S).

Historische Referenz

Das zur Bezeichnung der Induktivität verwendete Symbol L wurde zu Ehren von Heinrich Friedrich Emil Lenz übernommen, der für seine Beiträge zur Erforschung des Elektromagnetismus bekannt ist und die Lenzsche Regel über die Eigenschaften des induzierten Stroms abgeleitet hat. Die Einheit der Induktivität ist nach Joseph Henry benannt, der die Selbstinduktivität entdeckte. Der Begriff Induktivität selbst wurde im Februar 1886 von Oliver Heaviside geprägt.

Unter den Wissenschaftlern, die an der Untersuchung der Eigenschaften der Induktivität und der Entwicklung ihrer verschiedenen Anwendungen beteiligt waren, ist Sir Henry Cavendish zu erwähnen, der Experimente mit Elektrizität durchführte; Michael Faraday, der die elektromagnetische Induktion entdeckte; Nikola Tesla, der für seine Arbeiten zu elektrischen Übertragungssystemen berühmt ist; André-Marie Ampere, der als Entdecker der Theorie des Elektromagnetismus gilt; Gustav Robert Kirchhoff, der elektrische Schaltkreise studierte; James Clark Maxwell, der elektromagnetische Felder und ihre besonderen Beispiele untersuchte: Elektrizität, Magnetismus und Optik; Henry Rudolf Hertz, der bewies, dass elektromagnetische Wellen existieren; Albert Abraham Michelson und Robert Andrews Millikan. Natürlich haben alle diese Wissenschaftler auch andere Probleme untersucht, die hier nicht erwähnt werden.

Induktor

Per Definition ist ein Induktor eine helikale, spiralförmige oder spiralförmige Spule, die aus einem gewickelten isolierten Leiter besteht, der eine erhebliche Induktivität bei relativ kleiner Kapazität und niedrigem aktiven Widerstand aufweist. Wenn ein elektrischer Wechselstrom durch die Spule fließt, wird daher eine erhebliche Trägheit beobachtet, die im oben beschriebenen Experiment beobachtet werden kann. In der Hochfrequenztechnik kann eine Induktivität aus einer Windung oder einem Teil davon bestehen; im Extremfall wird bei Höchstfrequenzen ein Stück Leiter zur Erzeugung einer Induktivität verwendet, die die sogenannte verteilte Induktivität (Streifenleitungen) aufweist ).

Anwendung in der Technik

Induktoren werden verwendet:

  • Zur Rauschunterdrückung, Welligkeitsglättung, Energiespeicherung, Wechselstrombegrenzung, in Resonanz- (Schwingkreis) und frequenzselektiven Kreisen; B. bei der Erzeugung von Magnetfeldern, Bewegungssensoren, in Kreditkartenlesegeräten sowie in kontaktlosen Kreditkarten selbst.
  • Mit Induktivitäten (zusammen mit Kondensatoren und Widerständen) werden verschiedene Schaltungen mit frequenzabhängigen Eigenschaften aufgebaut, insbesondere Filter, Rückkopplungsschaltungen, Schwingkreise und andere. Solche Spulen werden dementsprechend als Konturspule, Filterspule usw. bezeichnet.
  • Zwei induktiv gekoppelte Spulen bilden einen Transformator.
  • Eine Induktivität, die durch einen gepulsten Strom von einem Transistorschalter gespeist wird, wird manchmal als Hochspannungsquelle mit geringer Leistung in Schwachstromkreisen verwendet, wenn die Erzeugung einer separaten hohen Versorgungsspannung im Netzteil unmöglich oder wirtschaftlich unpraktisch ist. In diesem Fall treten aufgrund der Selbstinduktion hohe Spannungsstöße an der Spule auf, die im Stromkreis genutzt werden können.
  • Wenn ein Induktor zur Unterdrückung von Störungen, zum Glätten elektrischer Stromwelligkeiten, zur Isolierung (Hochfrequenz-) verschiedener Teile des Stromkreises und zum Speichern von Energie im Magnetfeld des Kerns verwendet wird, wird er als Induktor bezeichnet.
  • In der Leistungselektrotechnik (um den Strom beispielsweise bei einem Kurzschluss einer Stromleitung zu begrenzen) wird eine Induktivität als Drossel bezeichnet.
  • Strombegrenzer für Schweißgeräte werden in Form einer Induktionsspule hergestellt, die den Strom des Schweißlichtbogens begrenzt und ihn stabiler macht, wodurch eine gleichmäßigere und dauerhaftere Schweißung ermöglicht wird.
  • Induktoren werden auch als Elektromagnete – Aktoren – verwendet. Ein zylindrischer Induktor, dessen Länge viel größer ist als sein Durchmesser, wird als Magnetspule bezeichnet. Darüber hinaus wird ein Magnet oft als Gerät bezeichnet, das aufgrund eines Magnetfelds mechanische Arbeit verrichtet, wenn ein ferromagnetischer Kern zurückgezogen wird.
  • In elektromagnetischen Relais werden die Induktivitäten als Relaiswicklungen bezeichnet.
  • Ein Heizinduktor ist eine spezielle Induktorspule, das Arbeitselement von Induktionsheizanlagen und Kücheninduktionsöfen.

Im Großen und Ganzen sind ihre Wicklungen bei allen Stromgeneratoren jeglicher Art sowie bei Elektromotoren Induktorspulen. In Anlehnung an die alte Tradition, eine flache Erde auf drei Elefanten oder Walen darzustellen, könnten wir heute mit größerem Recht behaupten, dass das Leben auf der Erde auf einer Induktionsspule beruht.

Denn auch das Erdmagnetfeld, das alle terrestrischen Organismen vor korpuskularer kosmischer und Sonnenstrahlung schützt, ist nach der Haupthypothese über seinen Ursprung mit dem Fluss riesiger Ströme im flüssigen Metallkern der Erde verbunden. Im Wesentlichen handelt es sich bei diesem Kern um einen Induktor im Planetenmaßstab. Es wird geschätzt, dass die Zone, in der der „magnetische Dynamo“-Mechanismus funktioniert, in einer Entfernung von 0,25 bis 0,3 Erdradien liegt.

Reis. 7. Magnetfeld um einen stromdurchflossenen Leiter. ICH- aktuell, B- Vektor der magnetischen Induktion.

Experimente

Abschließend möchte ich über einige interessante Eigenschaften von Induktoren sprechen, die Sie selbst beobachten können, wenn Sie über einfachste Materialien und verfügbare Geräte verfügen. Zur Durchführung der Experimente benötigen wir isolierte Kupferdrahtstücke, einen Ferritstab und jedes moderne Multimeter mit Induktivitätsmessfunktion. Erinnern wir uns daran, dass jeder stromdurchflossene Leiter um sich herum ein Magnetfeld dieser Art erzeugt, wie in Abbildung 7 dargestellt.

Wir wickeln vier Dutzend Drahtwindungen mit einer kleinen Steigung (dem Abstand zwischen den Windungen) um den Ferritstab. Dies wird Spule Nr. 1 sein. Dann wickeln wir die gleiche Anzahl Windungen mit der gleichen Steigung, aber mit der entgegengesetzten Wickelrichtung. Dies wird Spule Nummer 2 sein. Und dann wickeln wir dicht nebeneinander 20 Windungen in eine beliebige Richtung. Dies wird Spule Nummer 3 sein. Entfernen Sie sie dann vorsichtig vom Ferritstab. Das Magnetfeld solcher Induktoren sieht ungefähr so ​​aus, wie in Abb. 8.

Induktoren werden hauptsächlich in zwei Klassen eingeteilt: mit magnetischem und nichtmagnetischem Kern. Abbildung 8 zeigt eine Spule mit einem nichtmagnetischen Kern, die Rolle des nichtmagnetischen Kerns übernimmt Luft. In Abb. In Abb. 9 zeigt Beispiele für Induktoren mit Magnetkern, der geschlossen oder offen sein kann.

Hauptsächlich werden Ferritkerne und Elektrobleche verwendet. Die Kerne erhöhen die Induktivität der Spulen deutlich. Im Gegensatz zu zylinderförmigen Kernen ermöglichen ringförmige (Ringkern-)Kerne eine höhere Induktivität, da der magnetische Fluss in ihnen geschlossen ist.

Verbinden wir die Enden des im Induktivitätsmessmodus eingeschalteten Multimeters mit den Enden der Spule Nr. 1. Die Induktivität einer solchen Spule ist extrem klein und liegt in der Größenordnung von mehreren Bruchteilen eines Mikrohenrys, sodass das Gerät nichts anzeigt (Abb. 10). Beginnen wir mit dem Einführen eines Ferritstabs in die Spule (Abb. 11). Das Gerät zeigt etwa ein Dutzend Mikrohenry an, und wenn sich die Spule in Richtung der Stabmitte bewegt, erhöht sich ihre Induktivität etwa um das Dreifache (Abb. 12).

Wenn sich die Spule zum anderen Ende des Stabes bewegt, sinkt der Induktivitätswert der Spule wieder. Fazit: Die Induktivität von Spulen lässt sich durch Verschieben des Kerns in ihnen einstellen und erreicht ihren Maximalwert, wenn sich die Spule auf dem Ferritstab (oder umgekehrt dem Stab in der Spule) in der Mitte befindet. So haben wir ein echtes, wenn auch etwas unhandliches Variometer bekommen. Nachdem wir das obige Experiment mit Spule Nr. 2 durchgeführt haben, erhalten wir ähnliche Ergebnisse, das heißt, die Wicklungsrichtung hat keinen Einfluss auf die Induktivität.

Platzieren wir die Windungen der Spule Nr. 1 oder Nr. 2 enger, ohne Lücken zwischen den Windungen, auf dem Ferritstab und messen wir die Induktivität erneut. Es hat zugenommen (Abb. 13).

Und wenn die Spule entlang des Stabes gedehnt wird, nimmt ihre Induktivität ab (Abb. 14). Fazit: Durch Ändern des Windungsabstands können Sie die Induktivität anpassen. Für eine maximale Induktivität müssen Sie die Spule „Umdrehung um Umdrehung“ wickeln. Die Technik der Anpassung der Induktivität durch Strecken oder Stauchen der Windungen wird häufig von Funkingenieuren verwendet, um ihre Transceiver-Geräte auf die gewünschte Frequenz abzustimmen.

Lassen Sie uns Spule Nr. 3 auf dem Ferritstab installieren und ihre Induktivität messen (Abb. 15). Die Windungszahl wurde halbiert und die Induktivität um das Vierfache reduziert. Fazit: Je geringer die Windungszahl, desto geringer die Induktivität, und es gibt keinen linearen Zusammenhang zwischen Induktivität und Windungszahl.

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