نحوه اندازه گیری کیفیت اندوکتانس_نحوه قضاوت در مورد کیفیت اندوکتانس با مولتی متر

نحوه اندازه گیری کیفیت اندوکتانس_نحوه قضاوت در مورد کیفیت اندوکتانس با مولتی متر

اول، تعریف اندوکتانس

اندوکتانس نسبت شار مغناطیسی سیم به جریانی است که این شار مغناطیسی را در هنگام عبور جریان متناوب از سیم ایجاد می کند که یک شار مغناطیسی متناوب در داخل و اطراف سیم ایجاد می کند.

هنگامی که جریان DC از سلف عبور می کند، فقط خطوط مغناطیسی ثابتی در اطراف آن وجود دارد که با گذشت زمان تغییر نمی کنند. با این حال، هنگامی که یک جریان AC از سیم پیچ عبور می کند، خطوط مغناطیسی نیرو در اطراف آن وجود خواهد داشت که با زمان تغییر می کنند. طبق قانون القای الکترومغناطیسی فارادی---الکتریسیته مغناطیسی، خطوط مغناطیسی در حال تغییر نیرو یک پتانسیل القایی در هر دو سر سیم پیچ ایجاد می کند که معادل یک "منبع تغذیه جدید" است. هنگامی که یک حلقه بسته تشکیل می شود، این پتانسیل القایی یک جریان القایی ایجاد می کند. از قانون لنز مشخص است که مقدار کل خطوط میدان مغناطیسی تولید شده توسط جریان القایی باید سعی کند از تغییر خطوط میدان مغناطیسی اصلی جلوگیری کند. از آنجایی که تغییر خط میدان مغناطیسی اصلی ناشی از تغییر منبع تغذیه متناوب خارجی است، از اثر هدف، سیم پیچ القایی دارای ویژگی جلوگیری از تغییر جریان در مدار جریان متناوب است. سیم پیچ القایی دارای ویژگی های مشابه اینرسی در مکانیک است و در الکتریسیته "خود القایی" نامیده می شود. معمولاً در لحظه ای که سوئیچ چاقو باز می شود یا سوئیچ چاقو روشن می شود جرقه ایجاد می شود. این پدیده خود القایی است. ناشی از پتانسیل القایی بالا

به طور خلاصه، هنگامی که سیم پیچ القایی به منبع تغذیه AC متصل می شود، خطوط مغناطیسی نیروی داخل سیم پیچ به طور مداوم با جریان متناوب تغییر می کند و باعث می شود سیم پیچ به طور مداوم القای الکترومغناطیسی ایجاد کند. این نیروی محرکه الکتریکی که در اثر تغییر جریان خود سیم پیچ ایجاد می شود، «نیروی حرکتی خود القایی» نامیده می شود. مشاهده می شود که اندوکتانس تنها یک پارامتر مربوط به تعداد دور، اندازه، شکل و محیط سیم پیچ است. اندازه گیری اینرسی سیم پیچ القایی است و ربطی به جریان اعمال شده ندارد.

2. ویژگی های اندوکتانس

ویژگی های سلف ها برعکس ویژگی های خازن ها است. آنها دارای ویژگی هایی هستند که از عبور جریان متناوب جلوگیری می کنند و اجازه می دهند جریان مستقیم به آرامی عبور کند. هنگامی که سیگنال DC از سیم پیچ عبور می کند، مقاومت افت ولتاژ مقاومت خود سیم است. هنگامی که سیگنال AC از سیم پیچ عبور می کند، یک نیروی الکتروموتور خود القا شده در هر دو انتهای سیم پیچ ایجاد می شود. جهت نیروی الکتروموتور خود القا شده مخالف جهت ولتاژ اعمال شده است که مانع عبور جریان AC می شود. بنابراین ویژگی های سلف عبور DC و بلوک AC است. هرچه فرکانس بیشتر باشد امپدانس سیم پیچ بیشتر می شود. سلف‌ها اغلب با خازن‌ها در مدارها کار می‌کنند تا فیلترهای LC، نوسان‌گرهای LC و غیره را تشکیل دهند. علاوه بر این، افراد از ویژگی‌های اندوکتانس برای ساخت کویل‌های چوک، ترانسفورماتور، رله و غیره نیز استفاده می‌کنند. جریان مستقیم: به این معنی است که سلف در یک بسته است. حالت به جریان مستقیم اگر مقاومت سیم پیچ القایی در نظر گرفته نشود، جریان مستقیم می تواند بدون مانع از سلف عبور کند. برای جریان مستقیم، مقاومت سیم پیچ تأثیر بسیار کمی بر جریان مستقیم دارد، بنابراین اغلب در تحلیل مدار نادیده گرفته می شود.

مسدود کردن جریان متناوب: هنگامی که جریان متناوب از سیم پیچ القایی عبور می کند، سلف مانع جریان متناوب می شود و این راکتانس القایی سیم پیچ القایی است که مانع جریان متناوب می شود.

3. ساختار اندوکتانسی

سلف ها عموماً از اسکلت ها، سیم پیچ ها، سپرها، مواد بسته بندی، هسته های مغناطیسی یا هسته های آهنی تشکیل شده اند.

1. اسکلت اسکلت به طور کلی به براکت برای پیچیدن سیم پیچ اشاره دارد. برخی از سلف‌های ثابت بزرگتر یا سلف‌های قابل تنظیم (مانند سیم‌پیچ‌های نوسانی، سیم‌پیچ‌های خفه‌کننده و غیره) که بیشتر آنها سیم‌های لعابی (یا سیم‌های پوشیده از نخ) در اطراف اسکلت و سپس هسته مغناطیسی یا هسته مسی، هسته آهنی و غیره هستند. در حفره داخلی اسکلت نصب می شود تا اندوکتانس آن افزایش یابد. اسکلت معمولاً از پلاستیک، باکلیت و سرامیک ساخته می شود و می توان آن را با توجه به نیاز واقعی به اشکال مختلف درآورد. سلف های کوچک (مانند سلف های دارای کد رنگی) معمولاً از بوبین استفاده نمی کنند، اما در عوض سیم لعابی را مستقیماً در اطراف هسته پیچیده می کنند. سلف های هسته هوا (همچنین به عنوان کویل های بدون پیچ یا کویل های هسته هوا شناخته می شوند که بیشتر در مدارهای فرکانس بالا استفاده می شود) از هسته های مغناطیسی، اسکلت ها و سپرها و غیره استفاده نمی کنند، بلکه ابتدا روی قالب پیچیده می شوند و سپس قالب را خارج می کنند. ، و سیم پیچ بین هر سیم پیچ کشیده می شود. مسافت مشخصی را رانندگی کنید.

2. سیم پیچی سیم پیچ به گروهی از سیم پیچ ها با عملکردهای مشخص اطلاق می شود که جزء اصلی سلف ها می باشد. سیم پیچ های تک لایه و چند لایه وجود دارد. دو نوع سیم پیچ تک لایه وجود دارد: سیم پیچ متراکم (رساناها یکی پس از دیگری پیچ می شوند) و سیم پیچ میانی (فاصله مشخصی بین هر دور سیم در طول سیم پیچ وجود دارد). سیم پیچ های چند لایه دارای سیم پیچی صاف لایه ای، سیم پیچ تصادفی، سیم پیچ لانه زنبوری و غیره هستند.

3. هسته های مغناطیسی و میله های مغناطیسی هسته های مغناطیسی و میله های مغناطیسی به طور کلی از فریت نیکل روی (سری NX) یا فریت منگنز روی (سری MX) و مواد دیگر ساخته می شوند. شکل، می تواند شکل و اشکال دیگر.

4. هسته آهن مواد هسته آهن عمدتا شامل ورق فولاد سیلیکونی، پرمالیاژ و غیره است و شکل آن بیشتر از نوع "E" است.

5. پوشش محافظ به منظور جلوگیری از تأثیر میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط برخی سلف ها بر عملکرد عادی سایر مدارها و قطعات، یک پوشش صفحه فلزی (مانند سیم پیچ نوسانی رادیو نیمه هادی و ...) به آن اضافه می شود. استفاده از سلف های محافظ باعث افزایش تلفات سیم پیچ و کاهش مقدار Q می شود.

6. مواد بسته بندی پس از اینکه برخی از سلف ها (مانند سلف های کد رنگ، سلف های حلقه رنگ و غیره) پیچیده شدند، سیم پیچ ها و هسته های مغناطیسی با مواد بسته بندی مهر و موم می شوند. مواد کپسوله سازی پلاستیک یا رزین اپوکسی است.

چهارم، پارامترهای اصلی سلف

1. اندوکتانس

اندوکتانس، همچنین به عنوان ضریب خود القایی شناخته می شود، یک کمیت فیزیکی است که نشان دهنده توانایی یک سلف برای ایجاد خود القایی است. اندازه اندوکتانس سلف عمدتاً به تعداد چرخش (تعداد چرخش) سیم پیچ، روش سیم پیچی، وجود یا عدم وجود هسته مغناطیسی و مواد هسته مغناطیسی و غیره بستگی دارد. سیم پیچ می چرخد ​​و هر چه سیم پیچ ها متراکم تر شوند، اندوکتانس بیشتر می شود. یک سیم پیچ با یک هسته مغناطیسی اندوکتانس بزرگتری نسبت به یک سیم پیچ بدون هسته مغناطیسی دارد. یک سیم پیچ با نفوذپذیری هسته مغناطیسی بزرگتر، اندوکتانس بیشتری دارد.

واحد اصلی اندوکتانس، هنری (به نام هنری) است که با حرف "H" نشان داده می شود. واحدهای رایج مورد استفاده عبارتند از millihenry (mH) و microhenry (μH). رابطه بین آنها این است:

1H=1000mH

1mH{1}}μH

2. انحراف مجاز

انحراف مجاز به مقدار خطای مجاز بین اندوکتانس اسمی روی سلف و اندوکتانس واقعی اشاره دارد. سلف هایی که عموماً در مدارهایی مانند نوسان یا فیلتر استفاده می شوند به دقت بالایی نیاز دارند و انحراف مجاز ±{{0}}.2 درصد 0.5 درصد است. در حالی که الزامات دقت برای سیم پیچ ها مانند کوپلینگ و جریان مسدود کننده فرکانس بالا زیاد نیست. انحراف مجاز 10 ± 15 درصد است.

3. فاکتور کیفیت

ضریب کیفیت که به عنوان مقدار Q یا رقم شایستگی نیز شناخته می شود، پارامتر اصلی برای اندازه گیری کیفیت سلف است. این به نسبت راکتانس القایی ارائه شده توسط سلف به مقاومت تلفات معادل آن زمانی که تحت ولتاژ AC با فرکانس معین کار می کند، اشاره دارد. هر چه Q سلف بیشتر باشد، تلفات آن کمتر و بازده بالاتری دارد. فاکتور کیفیت سلف مربوط به مقاومت DC سیم سیم پیچ، افت دی الکتریک اسکلت سیم پیچ و تلفات ناشی از هسته و سپر آهنی است.

4. ظرفیت پراکنده

ظرفیت پراکنده به ظرفیتی اطلاق می شود که بین پیچ های سیم پیچ، بین سیم پیچ و هسته مغناطیسی، بین سیم پیچ و زمین و بین سیم پیچ و فلز وجود دارد. هرچه ظرفیت توزیع شده سلف کمتر باشد، پایداری آن بهتر است. ظرفیت پراکنده می تواند مقاومت اتلاف انرژی معادل را بزرگتر و ضریب کیفیت را بزرگتر کند. برای کاهش ظرفیت پراکنده، معمولاً از سیم با روکش سیم یا سیم میناکاری شده چند رشته ای استفاده می شود و گاهی از روش سیم پیچی لانه زنبوری استفاده می شود.

5. جریان نامی

جریان نامی به حداکثر مقدار جریانی که سلف می تواند در محیط کاری مجاز تحمل کند اشاره دارد. اگر جریان عملیاتی بیش از جریان نامی باشد، پارامترهای عملکرد سلف به دلیل تولید گرما تغییر می کند و حتی در اثر جریان بیش از حد می سوزد.

پنج، عملکرد سلف

سلف ها عمدتاً عملکردهای فیلتر، نوسان، تأخیر و شکاف در مدار و همچنین فیلتر سیگنال ها، فیلتر کردن نویز، تثبیت جریان و سرکوب تداخل امواج الکترومغناطیسی را ایفا می کنند. رایج ترین نقش سلف ها در مدارها تشکیل مدارهای فیلتر LC همراه با خازن ها است. خازن ها دارای ویژگی های "مسدود کننده DC و عبور AC" هستند، در حالی که سلف ها عملکرد "عبور DC و مسدود کردن AC" را دارند. اگر DC با سیگنال های تداخل زیادی از مدار فیلتر LC عبور داده شود، سیگنال تداخل AC توسط اندوکتانس به انرژی گرمایی مصرف می شود. هنگامی که جریان DC خالص تر از سلف عبور می کند، سیگنال تداخل AC نیز به القای مغناطیسی تبدیل می شود. و انرژی حرارتی، فرکانس بالاتر به احتمال زیاد امپدانس توسط سلف است، که می تواند سیگنال تداخل فرکانس بالاتر را سرکوب کند.

سلف ها این خاصیت را دارند که عبور جریان متناوب را مسدود کرده و اجازه می دهند جریان مستقیم به آرامی عبور کند. هرچه فرکانس بیشتر باشد امپدانس سیم پیچ بیشتر می شود. بنابراین، وظیفه اصلی سلف جداسازی و فیلتر کردن سیگنال AC یا تشکیل یک مدار تشدید با خازن ها و مقاومت ها است.

6. نحوه قضاوت در مورد کیفیت اندوکتانس با مولتی متر

1. اندازه گیری اندوکتانس: مولتی متر را به چرخ دنده دیود آژیر بچرخانید، سیم های تست را روی دو پایه قرار دهید و قرائت مولتی متر را ببینید.

2. قضاوت خوب یا بد: قرائت اندوکتانس تراشه در این زمان باید صفر باشد. اگر قرائت مولتی متر بیش از حد بزرگ یا بی نهایت باشد، به این معنی است که اندوکتانس آسیب دیده است.

برای سیم پیچ های القایی با تعداد چرخش زیاد و قطر سیم نازک، قرائت به ده ها تا صدها برابر خواهد رسید. معمولاً مقاومت DC سیم پیچ تنها چند اهم است. آسیب به صورت آسیب داغ یا آشکار به حلقه مغناطیسی القایی آشکار می شود. اگر سیم پیچ القایی آسیب جدی ندیده باشد و قابل تعیین نباشد، می توان اندوکتانس را با یک اندوکتانس متر اندازه گیری کرد یا از روش جایگزینی برای قضاوت استفاده کرد.

برای سیم پیچ سلف با محافظ فلزی نیز باید بررسی شود که آیا بین سیم پیچ و سپر اتصال کوتاه وجود دارد یا خیر. اگر مقاومت بین هر پایه سیم پیچ و پوشش (سپر) شناسایی شده توسط مولتی متر بی نهایت نباشد، اما دارای مقدار مقاومت مشخص یا مقاومت صفر باشد، به این معنی است که سلف از داخل اتصال کوتاه دارد.

موارد احتیاط:

1. برای اجزای القایی، هسته و سیم پیچ ها مستعد تغییر اندوکتانس به دلیل اثر افزایش دما هستند. لازم به ذکر است که دمای بدنه باید در محدوده مشخصات استفاده باشد. .

2. سیم پیچ سلف به راحتی پس از عبور جریان، میدان الکترومغناطیسی تشکیل می دهد. هنگام قرار دادن قطعات، توجه داشته باشید که سلف های مجاور را از یکدیگر دور نگه دارید، یا سیم پیچ ها را در زوایای قائم با یکدیگر قرار دهید تا اندوکتانس متقابل کاهش یابد.

3. بین لایه های سیم پیچ سلف، به ویژه سیم های نازک چند چرخشی، خازن شکاف نیز ایجاد می شود که باعث دور زدن سیگنال فرکانس بالا و کاهش اثر فیلتر واقعی سلف می شود.

4. هنگام آزمایش مقدار اندوکتانس و مقدار Q با دستگاه، برای به دست آوردن داده های صحیح، سرب تست باید تا حد امکان به بدنه قطعه نزدیک باشد.