अधिष्ठापन क्या है, इसे किसमें मापा जाता है, मूल सूत्र

एक चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा जमा करने के लिए अधिष्ठापन एक विद्युत सर्किट के तत्वों के गुणों की विशेषता है। यह वर्तमान और चुंबकीय क्षेत्र के बीच संबंध का एक उपाय भी है। इसकी तुलना बिजली की जड़ता से भी की जाती है - ठीक उसी तरह जैसे द्रव्यमान यांत्रिक निकायों की जड़ता के माप के साथ होता है।

आत्म-प्रेरण की घटना

यदि किसी चालक परिपथ से प्रवाहित धारा परिमाण में परिवर्तित होती है, तो स्व-प्रेरण की घटना होती है। इस मामले में, सर्किट के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह बदल जाता है, और एक ईएमएफ वर्तमान लूप के टर्मिनलों पर दिखाई देता है, जिसे स्व-प्रेरण ईएमएफ कहा जाता है। यह EMF धारा की दिशा के विपरीत है और इसके बराबर है:

ε=-∆F/∆t=-L*(∆I/∆t)

यह स्पष्ट है कि स्व-प्रेरण का ईएमएफ सर्किट के माध्यम से बहने वाले प्रवाह में परिवर्तन के कारण चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के बराबर है, और वर्तमान के परिवर्तन की दर के समानुपाती भी है। स्व-प्रेरण के ईएमएफ और वर्तमान के परिवर्तन की दर के बीच आनुपातिकता के गुणांक को अधिष्ठापन कहा जाता है और एल द्वारा दर्शाया जाता है। यह मान हमेशा सकारात्मक होता है, और इसमें 1 हेनरी (1 एच) की एसआई इकाई होती है। भिन्नात्मक भिन्नों का भी उपयोग किया जाता है - मिलीहेनरी और माइक्रोहेनरी। हम 1 हेनरी के अधिष्ठापन के बारे में बात कर सकते हैं यदि 1 एम्पीयर द्वारा धारा में परिवर्तन से 1 वोल्ट का स्व-प्रेरण ईएमएफ होता है। न केवल सर्किट में इंडक्शन होता है, बल्कि एक अलग कंडक्टर भी होता है, साथ ही एक कॉइल भी होता है, जिसे सीरीज़-कनेक्टेड सर्किट के सेट के रूप में दर्शाया जा सकता है।

अधिष्ठापन ऊर्जा को संग्रहीत करता है, जिसकी गणना W=L*I . के रूप में की जा सकती है²/2, जहां:

• डब्ल्यू-ऊर्जा, जे;
• एल - अधिष्ठापन, एच;
• मैं कॉइल में करंट हूं, ए।

और यहाँ ऊर्जा सीधे कुंडली के अधिष्ठापन के समानुपाती होती है।

महत्वपूर्ण! इंजीनियरिंग में, एक अधिष्ठापन भी एक उपकरण है जिसमें एक विद्युत क्षेत्र संग्रहीत किया जाता है। ऐसी परिभाषा के निकटतम वास्तविक तत्व एक प्रारंभ करनेवाला है।

भौतिक कुंडल के अधिष्ठापन की गणना के लिए सामान्य सूत्र का एक जटिल रूप है और व्यावहारिक गणना के लिए असुविधाजनक है। यह याद रखना उपयोगी है कि अधिष्ठापन घुमावों की संख्या, कुंडल के व्यास के समानुपाती होता है और ज्यामितीय आकार पर निर्भर करता है। इसके अलावा, इंडक्शन कोर की चुंबकीय पारगम्यता से प्रभावित होता है जिस पर वाइंडिंग स्थित होती है, लेकिन घुमावों से बहने वाली धारा प्रभावित नहीं होती है। अधिष्ठापन की गणना करने के लिए, हर बार आपको एक विशिष्ट डिजाइन के लिए उपरोक्त सूत्रों का उल्लेख करना होगा। तो, एक बेलनाकार कुंडल के लिए, इसकी मुख्य विशेषता की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

एल=μ*μ*(एन²*एस/एल),

कहाँ पे:

• μ कुंडल कोर की सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता है;
• μ - चुंबकीय स्थिरांक, 1.26*10-6 एच/एम;
• एन घुमावों की संख्या है;
• S कुण्डली का क्षेत्रफल है;
• एल कुंडल की ज्यामितीय लंबाई है।

बेलनाकार कॉइल और अन्य आकृतियों के कॉइल के लिए अधिष्ठापन की गणना करने के लिए, ऑनलाइन कैलकुलेटर सहित कैलकुलेटर प्रोग्राम का उपयोग करना बेहतर है।

इंडिकेटर्स की श्रृंखला और समानांतर कनेक्शन

नई विशेषताओं के साथ एक सेट प्राप्त करके, श्रृंखला में या समानांतर में अधिष्ठापन को जोड़ा जा सकता है।

समानांतर कनेक्शन

जब कॉइल समानांतर में जुड़े होते हैं, तो सभी तत्वों पर वोल्टेज बराबर होता है, और धाराएं (चर) तत्वों के अधिष्ठापन के साथ विपरीत रूप से वितरित किए जाते हैं।

• यू = यू₁=यू₂=यू₃;
• मैं = मैं₁+मैं₂+मैं₃.

सर्किट का कुल अधिष्ठापन 1/L=1/L . के रूप में परिभाषित किया गया है₁+1/ली₂+1/ली₃. सूत्र किसी भी संख्या में तत्वों के लिए मान्य है, और दो कॉइल के लिए इसे एल = एल के रूप में सरल बनाया गया है₁*ली₂/(एल₁+एल₂) जाहिर है, परिणामी अधिष्ठापन सबसे छोटे मूल्य वाले तत्व के अधिष्ठापन से कम है।

सीरियल कनेक्शन

इस प्रकार के कनेक्शन के साथ, कॉइल से बने सर्किट के माध्यम से एक ही करंट प्रवाहित होता है, और वोल्टेज (चर!) सर्किट के प्रत्येक घटक पर प्रत्येक तत्व के अधिष्ठापन के अनुपात में वितरित किया जाता है:

• यू = यू₁+उ₂+उ₃;
• मैं = मैं₁=मैं₂=मैं₃.

कुल अधिष्ठापन सभी अधिष्ठापन के योग के बराबर है, और सबसे बड़े मूल्य वाले तत्व के अधिष्ठापन से अधिक होगा। इसलिए, यदि आवश्यक हो तो अधिष्ठापन में वृद्धि प्राप्त करने के लिए इस तरह के कनेक्शन का उपयोग किया जाता है।

महत्वपूर्ण! एक श्रृंखला या समानांतर बैटरी में कॉइल्स को कनेक्ट करते समय, गणना सूत्र केवल उन मामलों के लिए सही होते हैं जहां तत्वों के चुंबकीय क्षेत्रों के पारस्परिक प्रभाव को एक दूसरे पर बाहर रखा जाता है (परिरक्षण, लंबी दूरी, आदि)। यदि कोई प्रभाव मौजूद है, तो अधिष्ठापन का कुल मूल्य कुंडलियों की सापेक्ष स्थिति पर निर्भर करेगा।

कुछ व्यावहारिक मुद्दे और प्रेरकों के डिजाइन

व्यवहार में, प्रेरकों के विभिन्न डिजाइनों का उपयोग किया जाता है। उद्देश्य और आवेदन के क्षेत्र के आधार पर, उपकरणों को विभिन्न तरीकों से बनाया जा सकता है, लेकिन वास्तविक कॉइल में होने वाले प्रभावों को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

प्रारंभ करनेवाला का गुणवत्ता कारक

एक वास्तविक कुंडल, अधिष्ठापन के अलावा, कई और पैरामीटर हैं, और सबसे महत्वपूर्ण में से एक गुणवत्ता कारक है। यह मान कॉइल में नुकसान को निर्धारित करता है और इस पर निर्भर करता है:

• घुमावदार तार में ओमिक नुकसान (प्रतिरोध जितना अधिक होगा, गुणवत्ता कारक उतना ही कम होगा);
• तार इन्सुलेशन और घुमावदार फ्रेम में ढांकता हुआ नुकसान;
• स्क्रीन हानि;
• मुख्य नुकसान।

ये सभी मात्राएँ हानि प्रतिरोध को निर्धारित करती हैं, और गुणवत्ता कारक Q=ωL/Rlosses के बराबर एक आयाम रहित मान है, जहाँ:

• ω = 2*π*F - वृत्ताकार आवृत्ति;
• एल - अधिष्ठापन;
• ωL कुंडल की प्रतिक्रिया है।

हम लगभग कह सकते हैं कि गुणवत्ता कारक सक्रिय के लिए प्रतिक्रियाशील (आगमनात्मक) प्रतिरोध के अनुपात के बराबर है। एक ओर, बढ़ती आवृत्ति के साथ, अंश बढ़ता है, लेकिन साथ ही, त्वचा के प्रभाव के कारण, तार के उपयोगी क्रॉस सेक्शन में कमी के कारण हानि प्रतिरोध भी बढ़ जाता है।

स्क्रीन प्रभाव

विदेशी वस्तुओं के प्रभाव को कम करने के लिए, साथ ही विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र और इन क्षेत्रों के माध्यम से तत्वों के पारस्परिक प्रभाव को कम करने के लिए, कॉइल (विशेष रूप से उच्च आवृत्ति वाले) को अक्सर एक स्क्रीन में रखा जाता है। लाभकारी प्रभाव के अलावा, परिरक्षण कुंडल के गुणवत्ता कारक में कमी, इसके अधिष्ठापन में कमी और परजीवी समाई में वृद्धि का कारण बनता है। इसके अलावा, स्क्रीन की दीवारें कॉइल के घुमावों के जितने करीब होती हैं, हानिकारक प्रभाव उतना ही अधिक होता है। इसलिए, परिरक्षित कॉइल लगभग हमेशा मापदंडों को समायोजित करने की संभावना के साथ बनाए जाते हैं।

ट्रिमर अधिष्ठापन

कुछ मामलों में, ट्यूनिंग के दौरान पैरामीटर विचलन के लिए क्षतिपूर्ति करते हुए, कॉइल को अन्य सर्किट तत्वों से जोड़ने के बाद साइट पर इंडक्शन वैल्यू को सटीक रूप से सेट करना आवश्यक है। इसके लिए, विभिन्न तरीकों का उपयोग किया जाता है (मोड़ के नल को स्विच करना, आदि), लेकिन सबसे सटीक और आसान तरीका एक कोर की मदद से ट्यूनिंग है। इसे एक थ्रेडेड रॉड के रूप में बनाया जाता है, जिसे कॉइल के इंडक्शन को एडजस्ट करते हुए फ्रेम के अंदर और बाहर स्क्रू किया जा सकता है।

चर अधिष्ठापन (वैरोमीटर)

जहां इंडक्शन या इंडक्टिव कपलिंग के त्वरित समायोजन की आवश्यकता होती है, एक अलग डिजाइन के कॉइल का उपयोग किया जाता है। उनमें दो वाइंडिंग होते हैं - जंगम और स्थिर। कुल अधिष्ठापन दो कुंडलियों के अधिष्ठापन और उनके बीच पारस्परिक अधिष्ठापन के योग के बराबर है।

एक कॉइल की सापेक्ष स्थिति को दूसरे में बदलकर, इंडक्शन का कुल मूल्य समायोजित किया जाता है। इस तरह के एक उपकरण को वेरोमीटर कहा जाता है और अक्सर संचार उपकरण में गुंजयमान सर्किट को ट्यून करने के लिए उपयोग किया जाता है, जहां किसी कारण से चर कैपेसिटर का उपयोग असंभव है।वेरोमीटर का डिज़ाइन बल्कि भारी है, जो इसके दायरे को सीमित करता है।

बॉल वेरोमीटर

एक मुद्रित सर्पिल के रूप में अधिष्ठापन

एक छोटे से अधिष्ठापन के साथ कुंडल मुद्रित कंडक्टरों के एक सर्पिल के रूप में बनाए जा सकते हैं। इस डिजाइन के लाभ हैं:

• उत्पादन की विनिर्माण क्षमता;
• मापदंडों की उच्च दोहराव।

नुकसान में समायोजन के दौरान ठीक ट्यूनिंग की असंभवता और बड़े अधिष्ठापन मान प्राप्त करने की कठिनाई शामिल है - अधिष्ठापन जितना अधिक होगा, कुंडल बोर्ड पर उतनी ही अधिक जगह लेता है।

अनुभागीय घाव रील

समाई के बिना अधिष्ठापन केवल कागज पर है। कॉइल के किसी भी भौतिक कार्यान्वयन के साथ, एक परजीवी इंटरटर्न कैपेसिटेंस तुरंत उत्पन्न होता है। यह कई मामलों में हानिकारक होता है। परजीवी समाई एलसी सर्किट की समाई को जोड़ती है, गुंजयमान आवृत्ति और ऑसिलेटरी सिस्टम के गुणवत्ता कारक को कम करती है। इसके अलावा, कुंडल की अपनी गुंजयमान आवृत्ति होती है, जो अवांछनीय घटनाओं को भड़काती है।

परजीवी समाई को कम करने के लिए विभिन्न तरीकों का उपयोग किया जाता है, जिनमें से सबसे सरल कई श्रृंखला-जुड़े वर्गों के रूप में घुमावदार अधिष्ठापन है। इस समावेशन के साथ, अधिष्ठापन जुड़ जाता है, और कुल समाई घट जाती है।

एक टॉरॉयडल कोर पर प्रारंभ करनेवाला

बेलनाकार कुंडल की चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं

एक बेलनाकार प्रारंभ करनेवाला की चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं घुमावदार के अंदर से खींची जाती हैं (यदि कोई कोर है, तो इसके माध्यम से) और बाहर से हवा के माध्यम से बंद हो जाती है। इस तथ्य के कई नुकसान हैं:

• अधिष्ठापन कम हो गया है;
• कुंडल की विशेषताएं गणना के लिए कम उत्तरदायी हैं;
• बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में लाई गई कोई भी वस्तु कुंडल के मापदंडों (प्रेरण, परजीवी समाई, हानि, आदि) को बदल देती है, इसलिए कई मामलों में परिरक्षण की आवश्यकता होती है।

टॉरॉयडल कोर (अंगूठी या डोनट के रूप में) पर घाव का तार काफी हद तक इन कमियों से मुक्त होता है। चुंबकीय रेखाएं बंद लूप के रूप में कोर के अंदर से गुजरती हैं। इसका मतलब यह है कि बाहरी वस्तुओं का ऐसे कोर पर कॉइल घाव के मापदंडों पर व्यावहारिक रूप से कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, और इस तरह के डिजाइन के लिए परिरक्षण की आवश्यकता नहीं होती है। अधिष्ठापन भी बढ़ता है, अन्य चीजें समान होती हैं, और विशेषताओं की गणना करना आसान होता है।

टॉरॉयडल कॉइल की चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं

तोरी पर कॉइल घाव के नुकसान में मौके पर इंडक्शन के सुचारू समायोजन की असंभवता शामिल है। एक अन्य समस्या उच्च श्रम तीव्रता और घुमावदार की कम विनिर्माण क्षमता है। हालाँकि, यह सामान्य रूप से सभी आगमनात्मक तत्वों पर अधिक या कम सीमा तक लागू होता है।

इसके अलावा, अधिष्ठापन के भौतिक कार्यान्वयन का एक सामान्य नुकसान उच्च वजन और आकार, अपेक्षाकृत कम विश्वसनीयता और कम रखरखाव है।

इसलिए, प्रौद्योगिकी में, वे आगमनात्मक घटकों से छुटकारा पाने की कोशिश करते हैं। लेकिन यह हमेशा संभव नहीं होता है, इसलिए निकट भविष्य में और मध्यम अवधि में घुमावदार घटकों का उपयोग किया जाएगा।

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