ઇન્ડક્ટન્સ ચુંબકીય ક્ષેત્રની ઊર્જા એકઠા કરવા માટે વિદ્યુત સર્કિટના તત્વોના ગુણધર્મોને દર્શાવે છે. તે વર્તમાન અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર વચ્ચેના સંબંધનું એક માપ પણ છે. તેની સરખામણી વીજળીની જડતા સાથે પણ કરવામાં આવે છે - જેમ કે યાંત્રિક સંસ્થાઓની જડતાના માપ સાથે સમૂહ.
સામગ્રી
સ્વ-ઇન્ડક્શનની ઘટના
જો વાહક સર્કિટમાંથી વહેતો પ્રવાહ તીવ્રતામાં બદલાય છે, તો સ્વ-ઇન્ડક્શનની ઘટના થાય છે. આ કિસ્સામાં, સર્કિટ દ્વારા ચુંબકીય પ્રવાહ બદલાય છે, અને વર્તમાન લૂપના ટર્મિનલ્સ પર એક emf દેખાય છે, જેને સ્વ-ઇન્ડક્શન emf કહેવાય છે. આ EMF વર્તમાનની દિશાની વિરુદ્ધ છે અને તેની બરાબર છે:
ε=-∆F/∆t=-L*(∆I/∆t)
તે સ્પષ્ટ છે કે સ્વ-ઇન્ડક્શનનો EMF સર્કિટમાંથી વહેતા પ્રવાહમાં ફેરફારને કારણે ચુંબકીય પ્રવાહના ફેરફારના દર જેટલો છે, અને તે વર્તમાનના ફેરફારના દરના પ્રમાણસર પણ છે. સ્વ-ઇન્ડક્શનના EMF અને વર્તમાનના પરિવર્તનના દર વચ્ચેના પ્રમાણના ગુણાંકને ઇન્ડક્ટન્સ કહેવામાં આવે છે અને તેને L દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે. આ મૂલ્ય હંમેશા હકારાત્મક હોય છે, અને તેમાં 1 હેનરી (1 H) નું SI એકમ હોય છે. અપૂર્ણાંક અપૂર્ણાંકનો પણ ઉપયોગ થાય છે - મિલિહેનરી અને માઇક્રોહેનરી. અમે 1 હેનરીના ઇન્ડક્ટન્સ વિશે વાત કરી શકીએ છીએ જો 1 એમ્પીયર દ્વારા વર્તમાનમાં ફેરફાર 1 વોલ્ટના સ્વ-ઇન્ડક્શન EMFનું કારણ બને છે. માત્ર સર્કિટમાં ઇન્ડક્ટન્સ જ નથી, પણ એક અલગ વાહક, તેમજ કોઇલ પણ છે, જેને શ્રેણી-જોડાયેલ સર્કિટના સમૂહ તરીકે રજૂ કરી શકાય છે.
ઇન્ડક્ટન્સ ઊર્જાનો સંગ્રહ કરે છે, જેની ગણતરી W=L*I તરીકે કરી શકાય છે2/2, ક્યાં:
- ડબલ્યુ-એનર્જી, જે;
- એલ - ઇન્ડક્ટન્સ, એચ;
- હું કોઇલમાં પ્રવાહ છું, એ.
અને અહીં ઊર્જા કોઇલના ઇન્ડક્ટન્સ સાથે સીધી પ્રમાણમાં છે.
મહત્વપૂર્ણ! એન્જિનિયરિંગમાં, ઇન્ડક્ટન્સ પણ એક ઉપકરણ છે જેમાં ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર સંગ્રહિત થાય છે. આવી વ્યાખ્યાની સૌથી નજીકનું વાસ્તવિક તત્વ ઇન્ડક્ટર છે.
ભૌતિક કોઇલના ઇન્ડક્ટન્સની ગણતરી માટેનું સામાન્ય સૂત્ર જટિલ સ્વરૂપ ધરાવે છે અને વ્યવહારુ ગણતરીઓ માટે અસુવિધાજનક છે. તે યાદ રાખવું ઉપયોગી છે કે ઇન્ડક્ટન્સ વળાંકની સંખ્યા, કોઇલના વ્યાસના પ્રમાણસર છે અને ભૌમિતિક આકાર પર આધારિત છે. ઉપરાંત, ઇન્ડક્ટન્સ કોરના ચુંબકીય અભેદ્યતાથી પ્રભાવિત થાય છે જેના પર વિન્ડિંગ સ્થિત છે, પરંતુ વળાંકોમાંથી વહેતા પ્રવાહને અસર થતી નથી. ઇન્ડક્ટન્સની ગણતરી કરવા માટે, દરેક વખતે તમારે ચોક્કસ ડિઝાઇન માટે ઉપરોક્ત સૂત્રોનો સંદર્ભ લેવાની જરૂર છે. તેથી, નળાકાર કોઇલ માટે, તેની મુખ્ય લાક્ષણિકતા સૂત્ર દ્વારા ગણવામાં આવે છે:
L=μ*μ*(એન2*S/l),
ક્યાં:
- μ એ કોઇલ કોરની સંબંધિત ચુંબકીય અભેદ્યતા છે;
- μ - ચુંબકીય સ્થિરાંક, 1.26*10-6 H/m;
- N એ વળાંકોની સંખ્યા છે;
- S એ કોઇલનો વિસ્તાર છે;
- l એ કોઇલની ભૌમિતિક લંબાઈ છે.
નળાકાર કોઇલ અને અન્ય આકારોની કોઇલ માટે ઇન્ડક્ટન્સની ગણતરી કરવા માટે, ઑનલાઇન કેલ્ક્યુલેટર સહિત કેલ્ક્યુલેટર પ્રોગ્રામ્સનો ઉપયોગ કરવો વધુ સારું છે.
ઇન્ડક્ટર્સની શ્રેણી અને સમાંતર જોડાણ
ઇન્ડક્ટન્સને શ્રેણીમાં અથવા સમાંતરમાં જોડી શકાય છે, નવી લાક્ષણિકતાઓ સાથે સમૂહ મેળવીને.
સમાંતર જોડાણ
જ્યારે કોઇલ સમાંતર રીતે જોડાયેલા હોય છે, ત્યારે તમામ તત્વો પરનો વોલ્ટેજ સમાન હોય છે, અને પ્રવાહો (ચલો) તત્વોના ઇન્ડક્ટન્સ સાથે વિપરિત રીતે વિતરિત કરવામાં આવે છે.
- U=U1=યુ2=યુ3;
- I=I1+હું2+હું3.
સર્કિટના કુલ ઇન્ડક્ટન્સને 1/L=1/L તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે1+1/L2+1/L3. સૂત્ર કોઈપણ ઘટકોની સંખ્યા માટે માન્ય છે, અને બે કોઇલ માટે તે ફોર્મ L=L માટે સરળ છે.1*એલ2/(એલ1+એલ2). દેખીતી રીતે, પરિણામી ઇન્ડક્ટન્સ એ સૌથી નાનું મૂલ્ય ધરાવતા તત્વના ઇન્ડક્ટન્સ કરતાં ઓછું છે.
સીરીયલ કનેક્શન
આ પ્રકારના જોડાણ સાથે, કોઇલથી બનેલા સર્કિટમાંથી સમાન પ્રવાહ વહે છે, અને સર્કિટના દરેક ઘટક પરનો વોલ્ટેજ (ચલ!) દરેક તત્વના ઇન્ડક્ટન્સના પ્રમાણમાં વિતરિત થાય છે:
- U=U1+યુ2+યુ3;
- I=I1=હું2=હું3.
કુલ ઇન્ડક્ટન્સ તમામ ઇન્ડક્ટન્સના સરવાળાની બરાબર છે અને સૌથી મોટા મૂલ્યવાળા તત્વના ઇન્ડક્ટન્સ કરતાં વધુ હશે. તેથી, ઇન્ડક્ટન્સમાં વધારો મેળવવા માટે જો જરૂરી હોય તો આવા જોડાણનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
મહત્વપૂર્ણ! કોઈલને શ્રેણીમાં અથવા સમાંતર બેટરીમાં કનેક્ટ કરતી વખતે, ગણતરીના સૂત્રો ફક્ત એવા કિસ્સાઓ માટે યોગ્ય છે કે જ્યાં એકબીજા પરના તત્વોના ચુંબકીય ક્ષેત્રોના પરસ્પર પ્રભાવને બાકાત રાખવામાં આવે છે (શિલ્ડિંગ, લાંબા અંતર, વગેરે). જો પ્રભાવ અસ્તિત્વમાં છે, તો ઇન્ડક્ટન્સનું કુલ મૂલ્ય કોઇલની સંબંધિત સ્થિતિ પર આધારિત રહેશે.
કેટલાક વ્યવહારુ મુદ્દાઓ અને ઇન્ડક્ટર્સની ડિઝાઇન
વ્યવહારમાં, ઇન્ડક્ટર્સની વિવિધ ડિઝાઇનનો ઉપયોગ થાય છે. એપ્લિકેશનના હેતુ અને ક્ષેત્રના આધારે, ઉપકરણો વિવિધ રીતે બનાવી શકાય છે, પરંતુ વાસ્તવિક કોઇલમાં થતી અસરોને ધ્યાનમાં લેવી આવશ્યક છે.
ઇન્ડક્ટરનું ગુણવત્તા પરિબળ
વાસ્તવિક કોઇલમાં, ઇન્ડક્ટન્સ ઉપરાંત, ઘણા વધુ પરિમાણો હોય છે, અને સૌથી મહત્વપૂર્ણ પૈકીનું એક ગુણવત્તા પરિબળ છે. આ મૂલ્ય કોઇલમાં થતા નુકસાનને નિર્ધારિત કરે છે અને તેના પર આધાર રાખે છે:
- વિન્ડિંગ વાયરમાં ઓહ્મિક નુકસાન (જેટલું વધારે પ્રતિકાર, ગુણવત્તા પરિબળ ઓછું);
- વાયર ઇન્સ્યુલેશન અને વિન્ડિંગ ફ્રેમમાં ડાઇલેક્ટ્રિક નુકસાન;
- સ્ક્રીન નુકશાન;
- મુખ્ય નુકસાન.
આ તમામ જથ્થાઓ નુકશાન પ્રતિકાર નક્કી કરે છે, અને ગુણવત્તા પરિબળ એ Q=ωL/Rlosses સમાન પરિમાણહીન મૂલ્ય છે, જ્યાં:
- ω = 2*π*F - ગોળાકાર આવર્તન;
- એલ - ઇન્ડક્ટન્સ;
- ωL એ કોઇલની પ્રતિક્રિયા છે.
અમે લગભગ કહી શકીએ કે ગુણવત્તા પરિબળ એ સક્રિય અને પ્રતિક્રિયાશીલ (ઇન્ડેક્ટિવ) પ્રતિકારના ગુણોત્તર જેટલું છે. એક તરફ, વધતી આવર્તન સાથે, અંશ વધે છે, પરંતુ તે જ સમયે, ચામડીની અસરને લીધે, વાયરના ઉપયોગી ક્રોસ સેક્શનમાં ઘટાડો થવાને કારણે નુકશાન પ્રતિકાર પણ વધે છે.
સ્ક્રીન અસર
વિદેશી વસ્તુઓ, તેમજ ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રો અને આ ક્ષેત્રો દ્વારા તત્વોના પરસ્પર પ્રભાવને ઘટાડવા માટે, કોઇલ (ખાસ કરીને ઉચ્ચ-આવર્તનવાળા) ઘણીવાર સ્ક્રીનમાં મૂકવામાં આવે છે. ફાયદાકારક અસર ઉપરાંત, શિલ્ડિંગ કોઇલના ગુણવત્તા પરિબળમાં ઘટાડો, તેના ઇન્ડક્ટન્સમાં ઘટાડો અને પરોપજીવી કેપેસિટીન્સમાં વધારોનું કારણ બને છે. તદુપરાંત, સ્ક્રીનની દિવાલો કોઇલના વળાંકની જેટલી નજીક છે, હાનિકારક અસર વધારે છે. તેથી, કવચવાળા કોઇલ લગભગ હંમેશા પરિમાણોને સમાયોજિત કરવાની સંભાવના સાથે બનાવવામાં આવે છે.
ટ્રીમર ઇન્ડક્ટન્સ
કેટલાક કિસ્સાઓમાં, કોઇલને અન્ય સર્કિટ તત્વો સાથે કનેક્ટ કર્યા પછી, ટ્યુનિંગ દરમિયાન પરિમાણના વિચલનોની ભરપાઈ કર્યા પછી સાઇટ પર ઇન્ડક્ટન્સ મૂલ્યને ચોક્કસ રીતે સેટ કરવું જરૂરી છે. આ માટે, વિવિધ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે (વારાઓના નળને સ્વિચ કરવું, વગેરે), પરંતુ સૌથી સચોટ અને સરળ પદ્ધતિ એ કોરની મદદથી ટ્યુનિંગ છે. તે થ્રેડેડ સળિયાના સ્વરૂપમાં બનાવવામાં આવે છે, જે કોઇલના ઇન્ડક્ટન્સને સમાયોજિત કરીને ફ્રેમની અંદર અને બહાર સ્ક્રૂ કરી શકાય છે.
વેરિયેબલ ઇન્ડક્ટન્સ (વેરિઓમીટર)
જ્યાં ઇન્ડક્ટન્સ અથવા ઇન્ડક્ટિવ કપલિંગનું ઝડપી એડજસ્ટમેન્ટ જરૂરી હોય ત્યાં અલગ ડિઝાઇનના કોઇલનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. તેમાં બે વિન્ડિંગ્સ છે - જંગમ અને નિશ્ચિત. કુલ ઇન્ડક્ટન્સ બે કોઇલના ઇન્ડક્ટન્સ અને તેમની વચ્ચેના પરસ્પર ઇન્ડક્ટન્સના સરવાળો સમાન છે.
એક કોઇલની સંબંધિત સ્થિતિને બીજામાં બદલીને, ઇન્ડક્ટન્સનું કુલ મૂલ્ય એડજસ્ટ થાય છે. આવા ઉપકરણને વેરિઓમીટર કહેવામાં આવે છે અને ઘણી વખત સંચાર સાધનોમાં રેઝોનન્ટ સર્કિટ્સને ટ્યુન કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે જ્યાં કોઈ કારણોસર વેરિયેબલ કેપેસિટરનો ઉપયોગ અશક્ય હોય છે.વેરિઓમીટરની ડિઝાઇન તેના બદલે વિશાળ છે, જે તેના અવકાશને મર્યાદિત કરે છે.
પ્રિન્ટેડ સર્પાકારના સ્વરૂપમાં ઇન્ડક્ટન્સ
નાના ઇન્ડક્ટન્સ સાથે કોઇલ પ્રિન્ટેડ કંડક્ટરના સર્પાકારના સ્વરૂપમાં બનાવી શકાય છે. આ ડિઝાઇનના ફાયદા છે:
- ઉત્પાદનની ઉત્પાદકતા;
- પરિમાણોની ઉચ્ચ પુનરાવર્તિતતા.
ગેરફાયદામાં સમાયોજન દરમિયાન ફાઇન ટ્યુનિંગની અશક્યતા અને મોટા ઇન્ડક્ટન્સ મૂલ્યો મેળવવાની મુશ્કેલીનો સમાવેશ થાય છે - ઇન્ડક્ટન્સ જેટલું ઊંચું, કોઇલ બોર્ડ પર વધુ જગ્યા લે છે.
વિભાગીય ઘા રીલ
કેપેસીટન્સ વિના ઇન્ડક્ટન્સ માત્ર કાગળ પર છે. કોઇલના કોઈપણ ભૌતિક અમલીકરણ સાથે, પરોપજીવી ઇન્ટરટર્ન કેપેસીટન્સ તરત જ ઉદ્ભવે છે. આ ઘણા કિસ્સાઓમાં નુકસાનકારક છે. પરોપજીવી કેપેસીટન્સ એલસી સર્કિટની કેપેસીટન્સ સુધી ઉમેરે છે, રેઝોનન્ટ આવર્તન અને ઓસીલેટરી સિસ્ટમના ગુણવત્તા પરિબળને ઘટાડે છે. ઉપરાંત, કોઇલમાં તેની પોતાની રેઝોનન્ટ ફ્રીક્વન્સી હોય છે, જે અનિચ્છનીય ઘટનાને ઉશ્કેરે છે.
પરોપજીવી ક્ષમતા ઘટાડવા માટે વિવિધ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમાંથી સૌથી સરળ છે વિન્ડિંગ ઇન્ડક્ટન્સ કેટલાક શ્રેણી-જોડાયેલા વિભાગોના સ્વરૂપમાં. આ સમાવેશ સાથે, ઇન્ડક્ટન્સ ઉમેરે છે, અને કુલ કેપેસીટન્સ ઘટે છે.
ટોરોઇડલ કોર પર ઇન્ડક્ટર
નળાકાર ઇન્ડક્ટરની ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ વિન્ડિંગની અંદરથી દોરવામાં આવે છે (જો ત્યાં કોર હોય, તો પછી તેના દ્વારા) અને હવા દ્વારા બહારથી બંધ થાય છે. આ હકીકતમાં ઘણા ગેરફાયદા શામેલ છે:
- ઇન્ડક્ટન્સમાં ઘટાડો થયો છે;
- કોઇલની લાક્ષણિકતાઓ ગણતરી માટે ઓછી યોગ્ય છે;
- બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં લાવવામાં આવેલ કોઈપણ પદાર્થ કોઇલના પરિમાણોને બદલે છે (ઇન્ડક્ટન્સ, પરોપજીવી કેપેસીટન્સ, નુકસાન, વગેરે), તેથી ઘણા કિસ્સાઓમાં રક્ષણ જરૂરી છે.
ટોરોઇડલ કોરો (રિંગ અથવા મીઠાઈના રૂપમાં) પરના ઘા કોઇલ મોટાભાગે આ ખામીઓથી મુક્ત છે. ચુંબકીય રેખાઓ બંધ લૂપ્સના સ્વરૂપમાં કોરની અંદર પસાર થાય છે. આનો અર્થ એ છે કે આવા કોર પર કોઇલના ઘાના પરિમાણો પર બાહ્ય પદાર્થો વ્યવહારીક રીતે કોઈ અસર કરતા નથી, અને આવી ડિઝાઇન માટે કવચની જરૂર નથી. ઇન્ડક્ટન્સ પણ વધે છે, અન્ય વસ્તુઓ સમાન છે, અને લાક્ષણિકતાઓની ગણતરી કરવી સરળ છે.
ટોરી પર કોઈલના ઘાના ગેરફાયદામાં સ્થળ પર ઇન્ડક્ટન્સના સરળ ગોઠવણની અશક્યતા શામેલ છે. બીજી સમસ્યા ઉચ્ચ શ્રમ તીવ્રતા અને વિન્ડિંગની ઓછી ઉત્પાદનક્ષમતા છે. જો કે, આ સામાન્ય રીતે તમામ પ્રેરક તત્વોને વધુ કે ઓછા અંશે લાગુ પડે છે.
ઉપરાંત, ઇન્ડક્ટન્સના ભૌતિક અમલીકરણનો એક સામાન્ય ગેરલાભ એ ઊંચું વજન અને કદ, પ્રમાણમાં ઓછી વિશ્વસનીયતા અને ઓછી જાળવણીક્ષમતા છે.
તેથી, તકનીકીમાં, તેઓ પ્રેરક ઘટકોથી છુટકારો મેળવવાનો પ્રયાસ કરે છે. પરંતુ આ હંમેશા શક્ય નથી, તેથી વિન્ડિંગ ઘટકોનો ઉપયોગ નજીકના ભવિષ્યમાં અને મધ્યમ ગાળામાં બંનેમાં કરવામાં આવશે.
સમાન લેખો:
