آموزش الکترونیک

القای متقابل و اندوکتانس متقابل با قرارداد نقطه ای

زمانی که نیرو محرکه الکتریکی القایی از یک سیم پیچ، به سیم‌ پیچ مجاور آن با میدان مغناطیسی یکسان اعمال شود، یک جریان الکتریکی به صورت مغناطیسی در آن ایجاد خواهد شد. به این حالت القای متقابل می گویند.

اندوکتانس متقابل نسبت بین نیرو محرکه الکتریکی القایی (EMF) در یک سیم پیچ به تغییرات جریان سیم پیچ مجاور به گونه ای است که دو سیم پیچ  پیوند شار داشته باشند.

القای متقابل

القای متقابل

هنگامی که یک جریان متغیر با زمان در یک سیم پیچ وجود داشته باشد، شار متغیر با زمان به خود سیم پیچ اعمال می شود و باعث ایجاد EMF خود القایی در سراسر سیم پیچ می شود. این emf به عنوان یک افت ولتاژ در سراسر سیم پیچ یا سلف مشاهده می شود.

اما این چندان کاربردی نیست که یک سیم پیچ فقط شار متغیر خودش را داشته باشد. زمانی که یک جریان متغیر با زمان در سیم پیچ دیگری که در نزدیکی سیم پیچ اول قرار دارد جریان یابد، شار تولید شده توسط سیم پیچ دوم، سیم پیچ اول را به آن پیوند می دهد. این پیوند شار متغیر از سیم پیچ دوم باعث القای emf در سراسر سیم پیچ اول می شود. این پدیده القای متقابل نامیده می شود و emf القا شده در یک سیم پیچ به دلیل جریان متغیر که در هر سیم پیچ دیگری جریان می یابد، emf القای متقابل نامیده می شود. اگر سیم پیچ اول نیز به منبع متغیر با زمان متصل باشد، EMF خالص سیم پیچ اول ناشی از EMF خود القایی و القای متقابل است.

ضریب القای متقابل یا اندوکتانس متقابل

سیم پیچ خود القای L1 و سیم پیچ خود القای L2 را در نظر بگیرید. فرض کنید یک هسته مغناطیسی وجود دارد که این دو سیم پیچ را به گونه ای بهم متصل می کند که کل شار ایجاد شده توسط یک سیم پیچ در سیم پیچ دیگر نیز جریان دارد. به این معنی که هیچ نشتی شار در سیستم وجود نخواهد داشت.

ضریب القای متقابل یا اندوکتانس متقابل

اکنون یک جریان متغیر با زمان را در سیم پیچ 1 اعمال می کنیم و سیم پیچ 2 را در حالت مدار باز نگه می داریم. ولتاژ القا شده در سیم پیچ 1 برابر خواهد بود با:

اعمال جریان متغیر به سلف

سپس سیم پیچ اول را باز نگه می داریم و جریان متغیر با زمان را به سیم پیچ دوم اعمال می کنیم. اکنون شار تولید شده توسط سیم پیچ 2، سیم پیچ 1 را از طریق هسته مغناطیسی به آن متصل می کند و در نتیجه، emf القا شده در سیم پیچ 1 برابر خواهد بود با:

emf القا شده در سیم پیچ

در اینجا M ضریب القای متقابل یا به طور خلاصه اندوکتانس متقابل است. اکنون بدون ایجاد تغییر در منبع سیم پیچ 2، یک منبع جریان متغیر با زمان را به سیم پیچ 1 وصل می کنیم. در این شرایط، یک emf خود القایی در سراسر سیم پیچ 1 به دلیل جریان خودش و همچنین یک EMF القای متقابل در سراسر سیم پیچ 1 ناشی از جریان سیم پیچ 2 وجود خواهد داشت. بنابراین emf القا شده در سیم پیچ 1 برابر است با:

ضریب القای متقابل

EMF القایی متقابل ممکن است بسته به قطبیت سیم پیچ افزایشی یا کاهشی باشد. بنابراین برای M داریم:

محاسبه m در اندوکتانس متقابل

همچنین اگر در مورد این مطلب سوالی داشتید در انتهای صفحه در قسمت نظرات بپرسید

این عبارت تنها زمانی معنی دارد که کل شار ایجاد شده توسط یک سیم پیچ از سیم پیچ دیگر نیز بگذرد، اما عملاً همیشه نمی توان کل شار یک سیم پیچ را به سیم پیچ دیگر داد. مقدار اندوکتانس متقابل واقعی به مقدار واقعی شار یک سیم پیچ که به سیم پیچ دیگر متصل است بستگی دارد. در اینجا k ضریبی است که باید در M ضرب شود تا مقدار واقعی اندوکتانس متقابل بدست آید.

مقدار واقعی اندوکتانس

قرارداد نقطه ای

همانطور که قبلاً گفتیم، افزایش یا کاهشی بودن emf القایی متقابل بستگی به قطبیت نسبی سیم‌ پیچ‌ هایی دارد‌ که بهم متصل شده اند.

قطبیت نسبی دو یا چند سیم پیچ متقابل که به یکدیگر متصل شده اند با قرارداد نقطه ای نشان داده می شود و با علامت نقطه در دو انتهای یک سیم پیچ نشان داده می شود.

اگر جریان از انتهای نقطه‌ وارد یک سیم‌ پیچ شود، آنگاه emf القایی متقابل روی سیم‌ پیچ دیگر، قطبیت مثبت را در انتهای نقطه‌ دوم خواهد داشت. به طور مشابه اگر جریان از انتهای نقطه سیم پیچ خارج شود، آنگاه emf القایی متقابل روی سیم پیچ دیگر قطبیت منفی را در انتهای نقطه دوم خواهد داشت.

قرارداد نقطه ای

5/5 - (1 امتیاز)

برای دریافت مطالب جدید کانال تلگرام یا پیج اینستاگرام آیرنکس را دنبال کنید.
تصویر از محمد رحیمی

محمد رحیمی

محمد رحیمی هستم. سعی میکنم در آیرنکس مطالب مفید قرار بدهم. سوالات مربوط به این مطلب را در قسمت نظرات همین مطلب اعلام کنید. سعی میکنم در اسرع وقت به نظرات شما پاسخ بدهم.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.