İndüktans elektromanyetizma ve elektronikte bir indüktörün manyetik alan içerisinde enerji depolama kapasitesidir. İndüktörler, bir devrede akımın değişimiyle orantılı olarak karşı voltaj üretirler. Bu özelliğe, onu karşılıklı indüktanstan ayırmak için, aynı zamanda öz indüksiyon da denir. Karşılıklı indüktans, bir devredeki indüklenen voltajın başka bir devredeki akımın zamana göre değişiminin etkisiyle oluşur.
Bir devredeki öz indüksiyon L, niceliksel olarak SI kullanılarak (Weber bölü Amper, yani Henry) şu şekilde ifade edilir:
burada v voltajı Volt birimiyle ve i akımı Amper birimiyle ifade edilmiştir. Bu denklemin en basit çözümü için ya sabit bir akım düşünülmelidir ya da zamana bağlı olarak doğrusal değişen bir akım düşünülmelidir. Birincisinde voltaj sıfırdır, ikincisinde ise sabit bir voltaj değeri vardır.
'İndüktans' terimi Oliver Heaviside tarafından 1886 Şubat'ında keşfedildi. Fizikçi Heinrich Lenz'in onuruna İndüktans için fizik dünyasında yaygın olarak "L" kısaltması kullanılmaktadır. İndüktansın SI birimlerine göre birimi henry (H) olarak ifade edilir. Bu isim Amerikan bilim insanı ve manyetik araştırmacısı Joseph Henry'den alınmıştır. 1 H = 1 Wb/A.
İndüktans, Amper yasasına göre elektrik akımı tarafından yaratılan manyetik alanın bir sonucudur. Bir devreye indüktans eklemek için, indüktör dediğimiz elektronik bileşenleri kullanılır. Bunlar genellikle manyetik alanı şiddetlendirmek ve indüklenen voltajı toplamak için tel bobinlerden oluşur. Bu, bir devreye kapasitans eklemek için kondansatör kullanılmasına benzer. Kapasitans, Gauss yasasına göre elektrik yükü tarafından oluşturulan elektrik alanın bir sonucudur.
Durumu genelleştirecek olursak, K sayıda elektrik devresi düşünelim ve bunların elektrik akımları im, voltajları ise vm olsun, buna göre:
Burada indüktans simetrik bir matristir. Köşegende bulunan katsayılar Lm,m öz indüksiyon katsayılarıdır, diğer katsayılarsa karşılıklı indüktans katsayılarıdır. Doğrusal olmayan özelliklere sahip hiçbir mıknatıslanabilir madde olmadığında bu indüktans katsayıları sabittir. Bu, doğrudan Maxwell denklemlerinin alanlarda ve akım yoğunluklarındaki doğrusallığının (lineer) doğrudan bir sonucudur. Doğrusal olmayan durumlarda ise indüksiyon katsayıları akımın bir fonksiyonu şeklinde ifade edilir, bakınız doğrusal olmayan indüktans
Faraday'ın indüktans yasasının türetilmesi
Yukarıdaki indüktans denklemleri Maxwell denklemlerinin bir sonucudur. İnce telleri olan bir elektrik devresi düşünülürse eğer oldukça açık bir türetiliş vardır.
Her biri birkaç kez dolanmış tellerin olduğu, K tel sarımları sistemi düşünün. m düğümü (sarımlar) şöyledir:
Burada, Nm m düğümündeki sarım sayısı, Φm bu düşümdeki manyetik akı ve Lm,n bazı sabitlerdir. Bu denklem Ampère yasasıdır - manyetik alanlar ve akılar, akımların doğrusal fonksiyonlarıdır. Faraday'in indüksiyon kanunu kullanılarak, şunu elde ederiz:
burada, vm m devresinde indüklenen voltajı ifade etmektedir. Eğer Lm,n sabitleri indüksiyon sabitleri kullanılarak belirlenirse, bu, indüktansın yukarıdaki tanımıyla uyumlu olacaktır. Nnin yani toplam akımlar Φm için katkı sunduğundan Lm,n sarım sayılarının çarpımıyla NmNn orantılı olacaktır.
İndüktans ve manyetik alan enerjisi
Yukarıdaki denklemdeki vm ile imdt çarparak m üzerinden toplarsak, bu bize dt zaman aralığında sisteme taşınan enerjiyi verecektir,
Bu, akımlar tarafından oluşturulan manyetik alan enerjisinin (W) değişimiyle eşit olmalıdır. İntegre edilebilirlik koşulu
Lm,n=Ln,m eşitliğini gerektirir. Dolayısıyla indüktans matrisi Lm,n simetriktir. Enerji transferinin integrali, manyetik alan enerjisinin akıma göre bir fonsiyonudur,
Bu denklem de Maxwell denklemlerinin doğrusallığının (lineer oluşunun) doğrudan bir sonucudur. Değişen elektrik akımlarını artan ya da azalan bir manyetik alan enerjisiyle ilişkilendirmek kolaylaştırıcı olacaktır. Bu bahsi edilen enerji transferi ya voltaja ihtiyaç duymaktadır ya da voltaj üretmektedir. Manyetik alan enerjisinin K=1 durumu için mekanikle ilgili bir benzetme yapacak olursak, (1/2)Li2M kütleli bir cisim, hız u ve kinetik enerji de (1/2)Mu2 olacak şekilde düşünülebilir. Hızın değişimi (akım) ile kütlenin (indüktans) çarpımı bir kuvvet (elektrik voltajı) yaratmaktadır ya da bir kuvvete ihtiyaç duymaktadır.
Eşli indüktörler
Karşılıklı indüktans, bir indüktördeki akım değişiminin yanında bulunan başka bir indüktörün voltajını indüklemesiyle oluşur. Bu transformatörün çalışma mekanizması açısından oldukça önemlidir; fakat yine bu istenmeyen eşli salınımlara neden olur.
Karşılıklı indüktans, M, aynı zamanda iki indüktörler arasındaki eşli salınımın bir ölçüsüdür. i devresindeki ve j devresindeki karşılıklı indüktans çift katlı formülüyle hesaplanır, bakınız hesaplama teknikleri
Karşılıklı indüktans ayrıca şu ilişkiye sahiptir:
burada
- karşılıklı indüktans ve alt indis bobin 2'de bobin 1'deki akım tarafından indüklenen voltajı ifade etmektedir.
- N1 bobin 1'deki sarım sayısı,
- N2 bobin 2'deki sarım sayısı,
- P 21 akı tarafından doldurulan uzayın değeri.
Karşılıklı indüktansın eşli salınım katsayısıyla da bir ilişkisi vardır. Eşli salınım katsayısı her zaman 1 ile 0 arasındadır ve bu katsayının kullanımı herhangi bir indüktansla indüktörün belirli bir yönelimi arasındaki ilişkiyi belirlemek açısından faydalıdır.
burada
- k eşli salınım katsayısıdır ve 0 ≤ k ≤ 1,
- L1 ilk bobinin indüktansıdır,
- L2 ikinci bobinin indüktansıdır.
İlk olarak karşılıklı indüktans M belirlenir, bundan sonra M devrenin davranışını tahmin etmek için kullanılır.
burada
- V1 ilgili indüktör üzerindeki gerilimdir,
- L1 ilgili indüktörün indüktansıdır,
- dI1/dt ilgili indüktör üzerindeki akımın zamana göre türevidir,
- dI2/dt birinci indüktörle eşli salınım halinde olan indüktör üzerindeki akımın zamana göre türevidir,
- M karşılıklı indüktanstır.
Eksi işareti diyagramda tanımlanan I2 akımıyla ilgilidir. Diyagramda, noktalara gelen her iki akım da noktalara doğru geldiği için M pozitiftir.
Bir indüktör kendisine oldukça yakın başka bir indüktörün karşılıklı indüktansıyla eşli salınım durumundaysa, tıpkı transformatörlerde olduğu gibi, voltaj, akım ve sarım sayıları arasındaki ilişki şu şekilde olur:
burada
- Vs ikincil indüktör üzerindeki voltajdır,
- Vp birincil indüktör (güç kaynağına bağlı olan) üzerindeki voltajdır,
- Ns ikincil indüktördeki sarım sayısıdır,
- Np birincil indüktördeki sarım sayısıdır.
Tersine, akım için durum şöyledir:
burada
- Is ikincil indüktör üzerindeki akımdır,
- Ip birincil indüktör üzerindeki akımdır,
- Ns ikincil indüktördeki sarım sayısıdır,
- Np birincil indüktördeki sarım sayısıdır.
Burada bir indüktör üzerindeki güç ile diğer indüktör üzerindeki gücün aynı olduğunu unutmayın. Ayrıca burada, her iki transformatör de güç kaynağına bağlanırsa bu denklemlerin bir sonuç vermeyeceğine dikkat edin.
Transformatörün iki tarafı da ise, iki sargılar arasındaki karşılıklı indüktans miktarı frekans tepki eğrisinin şeklini belirler. Sınırları tanımlanmış olmasına rağmen, bu genellikle gevşek (loose couplinng), kritik (critical couplinng) ve fazla (overcouplinng) eşli salınım ifadeleriyle adlandırılır. İki ayarlı devre karşılıklı indüktans için gevşek eşli salınım yapacak durumdaysa, bant genişliği dar olacaktır. Karşılıklı indüktans miktarı arttıkça, bant genişliği de büyümeye devam eder. Karşılıklı indüktans kritik bir noktanın ötesine kadar arttığında, yanıt eğrisindeki pik değeri de düşmeye başlar ve merkez frekans, kendi yan bantlarına göre daha çok azalır. Bu fazla eşli salınım olarak bilinir.
Hesaplama teknikleri
En genel durumda, indüktans Maxwell denklemlerinden hesaplanabilir. Birçok önemli durum sadeleştirmeler kullanarak çözülebilir. Yüksek frekanslı akımlar düşünüldüğünde , yüzey akım yoğunlukları ve manyetik alan, Laplace denkleminin çözülmesiyle elde edilebilir. İletkenlerimiz ince teller ise, öz indüktans tel yarıçapına ve akımın tel üzerindeki dağıtım bağlıdır. Burada, eğer oldukça küçük yarıçaplı teller kullanıyorsak, tel içindeki akım dağılımı neredeyse sabittir (eşit dağılım gösterir).
Karşılıklı indüktans
Bir i ince tel devresinin, başka bir j ince tel devresi üzerindeki karşılıklı indüktansı çift katlı formülü olarak bulunur:
μ0 (4π×10−7 H/m), Ci ve Cj teller tarafından oluşturulan eğrilerdir, Rij iki nokta arasındaki uzaklıktır. Sembolü μ 0 ifade eder (4π×10−7H/m),Ci veCj teller tarafından yayılmış eğrileri. Bakınız: .
Öz indüktans
Bir tel düğümünün öz indüksiyonu yukarıdaki denklemde i = j için bulunan çözümdür. Ancak, burada 1/R ifadesi sonsuza gideceği için burada tel yarıçap değerini, a ifadesini kullanıyoruz, burada telin içerisindeki alım dağılımı hesaba katılmaktadır. Şimdi elimizde |R| ≥ a/2 değeri için tüm noktalarda alınan integralin ve bir düzeltme teriminin katkısı kalır,
Burada, a telin yarıçapı, l telin uzunluğu, Y tel üzerinde akım dağılımına bağlı olan bir sabittir: eğer akım telin yüzeyinden akıyorsa Y = 0 (), eğer akım telde homojen bir şekilde dağılmışsa Y = 1/2. Tellerin uzunlukları kesit alanlarına göre oldukça büyükse bu yaklaşım doğrudur. Bakınız: .
Görüntü yöntemi
Bazı durumlarda farklı akım dağılımları uzayın bazı yerlerinde aynı manyetik alanı üretir. Bu gerçek öz indüktansı ilişkilendirmek için kullanılabilir. () Örnek olarak iki sistem düşünün:
- Mükemmel iletken bir duvarda d/2 uzaklıkta bir tel
- Aralıarında d kadar uzaklık bulunan ve zıt yönde akımlar taşıyan iki tel
İki sistemin de manyetik alanı bir birinin aynısıdır. Manyetik alan enerjisi ve ikinci sisteminin indüktansı böylece ilk sistemin iki katı olur.
İndüktans ve kapasitans arasındaki ilişki
adı verilen özel durumda, yani kesit alanları rastgele ama sabit olan iki paralel mükemmel iletken durumunda, indüktans bölü uzunluk L' ve sığa (kapasitans) bölü uzunluk C' birbirleriyle bağıntılıdır,
Burada ε ve µ sırasıyla iletkenlerin yerleştirildiği ortamın dielektrik sabiti ve manyetik geçirgenliğidir. İletkenler içerisinde elektrik alan ve manyetik alan yoktur (kusursuz , yüksek frekans).Akım bir çizgiden akar ve bir diğerinden geri gelir. Sinyaller iletkenleri saran iletken olmayan ortamda elektromanyetik radyasyon hızında iletim hattı boyunca yayılır.
Basit elektrik devrelerin hava ortamındaki öz indüksiyonu
Birçok türedeki elektrik devrelerinin öz indüksiyonu formüle edilerek verilebilir. Örnekler tabloda listelenmiştir.
Tür | İndüktans / | Açıklama |
---|---|---|
Tek yüzeyli solenoid |
| : Sarım sayısı r: Yarıçap l: Uzunluk w = r/l : Eliptik integraller |
Eşeksenli tel, yüksek frekans | a1: Dış yarıçap a: İç yarıçap l: Uzunluk | |
Dairesel düğüm | r: Düğüm çapı a: Tel yarıçapı | |
Dikdörtgen | b, d: Sınır uzunluğu d ≫ a, b ≫ a a: Tel yarıçapı | |
Pair of parallel wires | a: Tel yarıçapı d: Uzaklık, d ≥ 2a ‘‘l’’: Eşlerin uzunluğu | |
Paralel tel çifti, yüksek frekans | a: Tel yarıçapı d: Uzaklık, d ≥ 2a ‘‘l’’: Eşlerin uzunluğu | |
Mükemmel iletken bir duvara paralel tel | a: Tel yarıçapı d: Uzaklık, d ≥ a l: Uzunluk | |
Mükemmel iletken bir duvara paralel tel, yüksek frekans | a: Tel yarıçapı d: Uzaklık, d ≥ a l: Uzunluk |
μ0 (4π×10−7H/m) ifade etmektedir. Yüksek frekanslarda elektrik akımı iletkenin yüzeyinden akmaktadır (). Geometriye bağlı olarak zaman zaman düşük ve yüksek frekans indüktanslarını ayırt etmek gerekir. Bu, Y sabitinin amacı olarak görülebilir: eğer akım telin yüzeyinden akıyorsa Y = 0 (), eğer akım telde homojen bir şekilde dağılmışsa Y = 1/2. Yüksek frekans durumunda, eğer iletkenler birbirlerine yaklaşıyorlarsa, ek olarak başka bir görüntü akımı yüzeyden akar ve Y sabitini içerek denklem geçersiz olur. başka bir sayfada mevcuttur.
Fazör devre analizi ve empedans
kullanırsak, bir indüktansın eş değer impedansı şöyle bulunur:
burada
- j ,
- L indüktans,
- ω = 2πf açısal frekans,
- f frekans,
- Lω = XL indükleyen .
Doğrusal olmayan indüktans
Birçok indüktörün yapımında kullanılmaktadır. Bu malzemeler yeterince büyük bir alan üzerinde etkisi nedeniyle doğrusal olmayan manyetik geçirgenlik değerlerine sahiptir. Bu da indüktansın uygulanan akımın bir fonksiyonu olmasına neden olur. Faraday Yasası burada hala geçerlidir, ancak indüktans belirsizdir ve siz devre parametrelerini ve manyetik akıyı hesaplasanız da farklı sonuçlar verir.
Sekant veya büyük sinyal indüktansı akı hesaplamalarında kullanılır. Şöyle tanımlanmıştır:
Diğer taraftan diferansiyel veya küçük sinyal indüktansı, voltaj hesaplanmasında kullanılır. Şöyle tanımlanmıştır:
Diferansiyel indüktanstan elde edilen doğrusal olmayan indüktörün devre voltajı Faraday Yasası ve kalkülüsteki zincir kuralı ile gösterilir.
Doğrusal olmayan karşılıklı indüktans için benzer tanımlar vardır.
Ayrıca bakınız
Kaynakça
- ^ Heaviside, O. Electrician. Feb. 12, 1886, p. 271. See reprint 18 Haziran 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- ^ Glenn Elert (1998–2008). . 2 Haziran 2009 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Ocak 2012.
- ^ Michael W. Davidson (1995–2008). . 3 Mart 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Ocak 2012.
- ^ Nano kablolar haricinde, sapan elektronların kinetik enerjisi W'den oldukça küçük enerjilerdedir.
- ^ Mahmood Nahvi, Joseph Edminister (2002). Schaum's outline of theory and problems of electric circuits. McGraw-Hill Professional. s. 338. ISBN . 26 Mart 2020 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 26 Ocak 2012.
- ^ Neumann, F. E. (1847). "Allgemeine Gesetze der inducirten elektrischen Ströme". Abhandlungen der Königlichen Akademie der Wissenschaften zu Berlin, aus dem Jahre 1845. ss. 1-87.
- ^ Dengler, R. (2016). "Self inductance of a wire loop as a curve integral". Advanced Electromagnetics. 5 (1). ss. 1-8. Bibcode:2016AdEl....5....1D. doi:10.7716/aem.v5i1.331.
- ^ Jackson, J. D. (1975). Classical Electrodynamics. Wiley. s. 262.
- ^ Lorenz, L. (1879). "Über die Fortpflanzung der Elektrizität". Annalen der Physik. Cilt VII. ss. 161-193. (The expression given is the inductance of a cylinder with a current around its surface).
- ^ Elliott, R. S. (1993). Electromagnetics. New York: IEEE Press. Note: The constant -3/2 in the result for a uniform current distribution is wrong.
- ^ Rosa, E.B. (1908). "The Self and Mutual Inductances of Linear Conductors". Bulletin of the Bureau of Standards. 4 (2). ss. 301-344.
Genel kaynaklar
- Frederick W. Grover (1952). Inductance Calculations. Dover Publications, New York.
- Griffiths, David J. (1998). Introduction to Electrodynamics (3rd ed.). Prentice Hall. ISBN .
- Wangsness, Roald K. (1986). Electromagnetic Fields (2.2 yayımcı=Wiley bas.). ISBN .
- Hughes, Edward. (2002). Electrical & Electronic Technology (8th ed.). Prentice Hall. ISBN .
- , Einführung in die theoretische Elektrotechnik, Springer-Verlag, 1959.
- Heaviside O., Electrical Papers. Vol.1. – L.; N.Y.: Macmillan, 1892, p. 429-560.
- F. Langford-Smith, editor, 1953, Radiotron Designer's Handbook, 4th Edition, Wireless Press for Amalgamated Wireless Valve Company PTY, LTD, Sydney, Australia together with Eectron Tube Division of the Radio Corporation of America [RCA], Harrison, N. J. No Library of Congress Card Catalog Number or ISBN. Chapter 10 pp. 429–448 Calculation of Inductance includes a wealth of approximate formulas and nomographs for single-layer solenoids of various coil diameters and pitch of windings and lengths, the effects of screens, formulas and nomographs for multilayer coils (long and short), for toroidal coils, for flat spirals, and a nomograph for the mutual inductance between coaxial solenoids. With 56 references.
Dış bağlantılar
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Induktans elektromanyetizma ve elektronikte bir induktorun manyetik alan icerisinde enerji depolama kapasitesidir Induktorler bir devrede akimin degisimiyle orantili olarak karsi voltaj uretirler Bu ozellige onu karsilikli induktanstan ayirmak icin ayni zamanda oz induksiyon da denir Karsilikli induktans bir devredeki induklenen voltajin baska bir devredeki akimin zamana gore degisiminin etkisiyle olusur Bir devredeki oz induksiyon L niceliksel olarak SI kullanilarak Weber bolu Amper yani Henry su sekilde ifade edilir v Ldidt displaystyle displaystyle v L frac di dt burada v voltaji Volt birimiyle ve i akimi Amper birimiyle ifade edilmistir Bu denklemin en basit cozumu icin ya sabit bir akim dusunulmelidir ya da zamana bagli olarak dogrusal degisen bir akim dusunulmelidir Birincisinde voltaj sifirdir ikincisinde ise sabit bir voltaj degeri vardir Induktans terimi Oliver Heaviside tarafindan 1886 Subat inda kesfedildi Fizikci Heinrich Lenz in onuruna Induktans icin fizik dunyasinda yaygin olarak L kisaltmasi kullanilmaktadir Induktansin SI birimlerine gore birimi henry H olarak ifade edilir Bu isim Amerikan bilim insani ve manyetik arastirmacisi Joseph Henry den alinmistir 1 H 1 Wb A Induktans Amper yasasina gore elektrik akimi tarafindan yaratilan manyetik alanin bir sonucudur Bir devreye induktans eklemek icin induktor dedigimiz elektronik bilesenleri kullanilir Bunlar genellikle manyetik alani siddetlendirmek ve induklenen voltaji toplamak icin tel bobinlerden olusur Bu bir devreye kapasitans eklemek icin kondansator kullanilmasina benzer Kapasitans Gauss yasasina gore elektrik yuku tarafindan olusturulan elektrik alanin bir sonucudur Durumu genellestirecek olursak K sayida elektrik devresi dusunelim ve bunlarin elektrik akimlari im voltajlari ise vm olsun buna gore vm n 1KLm ndindt displaystyle displaystyle v m sum limits n 1 K L m n frac di n dt Burada induktans simetrik bir matristir Kosegende bulunan katsayilar Lm m oz induksiyon katsayilaridir diger katsayilarsa karsilikli induktans katsayilaridir Dogrusal olmayan ozelliklere sahip hicbir miknatislanabilir madde olmadiginda bu induktans katsayilari sabittir Bu dogrudan Maxwell denklemlerinin alanlarda ve akim yogunluklarindaki dogrusalliginin lineer dogrudan bir sonucudur Dogrusal olmayan durumlarda ise induksiyon katsayilari akimin bir fonksiyonu seklinde ifade edilir bakiniz dogrusal olmayan induktansFaraday in induktans yasasinin turetilmesiYukaridaki induktans denklemleri Maxwell denklemlerinin bir sonucudur Ince telleri olan bir elektrik devresi dusunulurse eger oldukca acik bir turetilis vardir Her biri birkac kez dolanmis tellerin oldugu K tel sarimlari sistemi dusunun m dugumu sarimlar soyledir NmFm n 1KLm nin displaystyle displaystyle N m Phi m sum limits n 1 K L m n i n Burada Nm m dugumundeki sarim sayisi Fm bu dusumdeki manyetik aki ve Lm n bazi sabitlerdir Bu denklem Ampere yasasidir manyetik alanlar ve akilar akimlarin dogrusal fonksiyonlaridir Faraday in induksiyon kanunu kullanilarak sunu elde ederiz vm NmdFmdt n 1KLm ndindt displaystyle displaystyle v m N m frac d Phi m dt sum limits n 1 K L m n frac di n dt burada vm m devresinde induklenen voltaji ifade etmektedir Eger Lm n sabitleri induksiyon sabitleri kullanilarak belirlenirse bu induktansin yukaridaki tanimiyla uyumlu olacaktir Nnin yani toplam akimlar Fm icin katki sundugundan Lm n sarim sayilarinin carpimiyla NmNn orantili olacaktir Induktans ve manyetik alan enerjisiYukaridaki denklemdeki vm ile imdt carparak m uzerinden toplarsak bu bize dt zaman araliginda sisteme tasinan enerjiyi verecektir mKimvmdt m n 1KimLm ndin n 1K W i indin displaystyle displaystyle sum limits m K i m v m dt sum limits m n 1 K i m L m n di n overset sum limits n 1 K frac partial W left i right partial i n di n Bu akimlar tarafindan olusturulan manyetik alan enerjisinin W degisimiyle esit olmalidir Integre edilebilirlik kosulu 2W im in 2W in im displaystyle displaystyle partial 2 W partial i m partial i n partial 2 W partial i n partial i m Lm n Ln m esitligini gerektirir Dolayisiyla induktans matrisi Lm n simetriktir Enerji transferinin integrali manyetik alan enerjisinin akima gore bir fonsiyonudur W i 12 m n 1KimLm nin displaystyle displaystyle W left i right tfrac 1 2 sum limits m n 1 K i m L m n i n Bu denklem de Maxwell denklemlerinin dogrusalliginin lineer olusunun dogrudan bir sonucudur Degisen elektrik akimlarini artan ya da azalan bir manyetik alan enerjisiyle iliskilendirmek kolaylastirici olacaktir Bu bahsi edilen enerji transferi ya voltaja ihtiyac duymaktadir ya da voltaj uretmektedir Manyetik alan enerjisinin K 1 durumu icin mekanikle ilgili bir benzetme yapacak olursak 1 2 Li2M kutleli bir cisim hiz u ve kinetik enerji de 1 2 Mu2 olacak sekilde dusunulebilir Hizin degisimi akim ile kutlenin induktans carpimi bir kuvvet elektrik voltaji yaratmaktadir ya da bir kuvvete ihtiyac duymaktadir Esli induktorlerKarsilikli induktans bir induktordeki akim degisiminin yaninda bulunan baska bir induktorun voltajini induklemesiyle olusur Bu transformatorun calisma mekanizmasi acisindan oldukca onemlidir fakat yine bu istenmeyen esli salinimlara neden olur Karsilikli induktans M ayni zamanda iki induktorler arasindaki esli salinimin bir olcusudur i devresindeki ve j devresindeki karsilikli induktans cift katli formuluyle hesaplanir bakiniz hesaplama teknikleri Karsilikli induktans ayrica su iliskiye sahiptir M21 N1N2P21 displaystyle M 21 N 1 N 2 P 21 burada M21 displaystyle M 21 karsilikli induktans ve alt indis bobin 2 de bobin 1 deki akim tarafindan induklenen voltaji ifade etmektedir N1 bobin 1 deki sarim sayisi N2 bobin 2 deki sarim sayisi P21 aki tarafindan doldurulan uzayin degeri Karsilikli induktansin esli salinim katsayisiyla da bir iliskisi vardir Esli salinim katsayisi her zaman 1 ile 0 arasindadir ve bu katsayinin kullanimi herhangi bir induktansla induktorun belirli bir yonelimi arasindaki iliskiyi belirlemek acisindan faydalidir M kL1L2 displaystyle M k sqrt L 1 L 2 burada k esli salinim katsayisidir ve 0 k 1 L1 ilk bobinin induktansidir L2 ikinci bobinin induktansidir Ilk olarak karsilikli induktans M belirlenir bundan sonra M devrenin davranisini tahmin etmek icin kullanilir V1 L1dI1dt MdI2dt displaystyle V 1 L 1 frac dI 1 dt M frac dI 2 dt burada V1 ilgili induktor uzerindeki gerilimdir L1 ilgili induktorun induktansidir dI1 dt ilgili induktor uzerindeki akimin zamana gore turevidir dI2 dt birinci induktorle esli salinim halinde olan induktor uzerindeki akimin zamana gore turevidir M karsilikli induktanstir Eksi isareti diyagramda tanimlanan I2 akimiyla ilgilidir Diyagramda noktalara gelen her iki akim da noktalara dogru geldigi icin M pozitiftir Bir induktor kendisine oldukca yakin baska bir induktorun karsilikli induktansiyla esli salinim durumundaysa tipki transformatorlerde oldugu gibi voltaj akim ve sarim sayilari arasindaki iliski su sekilde olur Vs NsNpVp displaystyle V text s frac N text s N text p V text p burada Vs ikincil induktor uzerindeki voltajdir Vp birincil induktor guc kaynagina bagli olan uzerindeki voltajdir Ns ikincil induktordeki sarim sayisidir Np birincil induktordeki sarim sayisidir Tersine akim icin durum soyledir Is NpNsIp displaystyle I text s frac N text p N text s I text p burada Is ikincil induktor uzerindeki akimdir Ip birincil induktor uzerindeki akimdir Ns ikincil induktordeki sarim sayisidir Np birincil induktordeki sarim sayisidir Burada bir induktor uzerindeki guc ile diger induktor uzerindeki gucun ayni oldugunu unutmayin Ayrica burada her iki transformator de guc kaynagina baglanirsa bu denklemlerin bir sonuc vermeyecegine dikkat edin Transformatorun iki tarafi da ise iki sargilar arasindaki karsilikli induktans miktari frekans tepki egrisinin seklini belirler Sinirlari tanimlanmis olmasina ragmen bu genellikle gevsek loose couplinng kritik critical couplinng ve fazla overcouplinng esli salinim ifadeleriyle adlandirilir Iki ayarli devre karsilikli induktans icin gevsek esli salinim yapacak durumdaysa bant genisligi dar olacaktir Karsilikli induktans miktari arttikca bant genisligi de buyumeye devam eder Karsilikli induktans kritik bir noktanin otesine kadar arttiginda yanit egrisindeki pik degeri de dusmeye baslar ve merkez frekans kendi yan bantlarina gore daha cok azalir Bu fazla esli salinim olarak bilinir Hesaplama teknikleriEn genel durumda induktans Maxwell denklemlerinden hesaplanabilir Bircok onemli durum sadelestirmeler kullanarak cozulebilir Yuksek frekansli akimlar dusunuldugunde yuzey akim yogunluklari ve manyetik alan Laplace denkleminin cozulmesiyle elde edilebilir Iletkenlerimiz ince teller ise oz induktans tel yaricapina ve akimin tel uzerindeki dagitim baglidir Burada eger oldukca kucuk yaricapli teller kullaniyorsak tel icindeki akim dagilimi neredeyse sabittir esit dagilim gosterir Karsilikli induktans Bir i ince tel devresinin baska bir j ince tel devresi uzerindeki karsilikli induktansi cift katli formulu olarak bulunur Mij m04p Ci Cjdxi dxj xi xj displaystyle M ij frac mu 0 4 pi oint C i oint C j frac d mathbf x i cdot d mathbf x j mathbf x i mathbf x j m0 4p 10 7 H m Ci ve Cj teller tarafindan olusturulan egrilerdir Rij iki nokta arasindaki uzakliktir Sembolu m 0 ifade eder 4p 10 7H m Ci veCj teller tarafindan yayilmis egrileri Bakiniz Oz induktans Bir tel dugumunun oz induksiyonu yukaridaki denklemde i j icin bulunan cozumdur Ancak burada 1 R ifadesi sonsuza gidecegi icin burada tel yaricap degerini a ifadesini kullaniyoruz burada telin icerisindeki alim dagilimi hesaba katilmaktadir Simdi elimizde R a 2 degeri icin tum noktalarda alinan integralin ve bir duzeltme teriminin katkisi kalir Mii L m04p C C dx dx x x x x a 2 m04plY displaystyle M ii L approx left frac mu 0 4 pi oint C oint C frac d mathbf x cdot d mathbf x mathbf x mathbf x right mathbf x mathbf x geq a 2 frac mu 0 4 pi lY Burada a telin yaricapi l telin uzunlugu Y tel uzerinde akim dagilimina bagli olan bir sabittir eger akim telin yuzeyinden akiyorsa Y 0 eger akim telde homojen bir sekilde dagilmissa Y 1 2 Tellerin uzunluklari kesit alanlarina gore oldukca buyukse bu yaklasim dogrudur Bakiniz Goruntu yontemi Bazi durumlarda farkli akim dagilimlari uzayin bazi yerlerinde ayni manyetik alani uretir Bu gercek oz induktansi iliskilendirmek icin kullanilabilir Ornek olarak iki sistem dusunun Mukemmel iletken bir duvarda d 2 uzaklikta bir tel Araliarinda d kadar uzaklik bulunan ve zit yonde akimlar tasiyan iki tel Iki sistemin de manyetik alani bir birinin aynisidir Manyetik alan enerjisi ve ikinci sisteminin induktansi boylece ilk sistemin iki kati olur Induktans ve kapasitans arasindaki iliski adi verilen ozel durumda yani kesit alanlari rastgele ama sabit olan iki paralel mukemmel iletken durumunda induktans bolu uzunluk L ve siga kapasitans bolu uzunluk C birbirleriyle bagintilidir L C em displaystyle displaystyle L C varepsilon mu Burada e ve µ sirasiyla iletkenlerin yerlestirildigi ortamin dielektrik sabiti ve manyetik gecirgenligidir Iletkenler icerisinde elektrik alan ve manyetik alan yoktur kusursuz yuksek frekans Akim bir cizgiden akar ve bir digerinden geri gelir Sinyaller iletkenleri saran iletken olmayan ortamda elektromanyetik radyasyon hizinda iletim hatti boyunca yayilir Basit elektrik devrelerin hava ortamindaki oz induksiyonuBircok turedeki elektrik devrelerinin oz induksiyonu formule edilerek verilebilir Ornekler tabloda listelenmistir Basit elektrik devrelerinin hava ortamindaki induktanslari Tur Induktans m0 displaystyle mu 0 AciklamaTek yuzeyli solenoid r2N23l 8w 41 mm K m1 m 1 m E m1 m displaystyle frac r 2 N 2 3l left 8w 4 frac sqrt 1 m m left K left sqrt frac m 1 m right left 1 m right E left sqrt frac m 1 m right right right r2N2pl 1 8w3p n 1 2n 2n 4 n 1 2n 1 22n 1 n 1w2n displaystyle frac r 2 N 2 pi l left 1 frac 8w 3 pi sum n 1 infty frac left 2n right 2 n 4 left n 1 right left 2n 1 right 2 2n left 1 right n 1 w 2n right r2N2pl 1 8w3p w22 w44 5w616 35w864 displaystyle frac r 2 N 2 pi l left 1 frac 8w 3 pi frac w 2 2 frac w 4 4 frac 5w 6 16 frac 35w 8 64 dots right for w 1 rN2 1 132w2 O 1w4 ln 8w 1 2 1128w2 O 1w4 displaystyle rN 2 left left 1 frac 1 32w 2 O left frac 1 w 4 right right ln 8w 1 2 frac 1 128w 2 O left frac 1 w 4 right right for w 1 N displaystyle N Sarim sayisi r Yaricap l Uzunluk w r l m 4w2 displaystyle m 4w 2 E K displaystyle E K Eliptik integrallerEseksenli tel yuksek frekans l2pln a1a displaystyle frac l 2 pi ln frac a 1 a a1 Dis yaricap a Ic yaricap l UzunlukDairesel dugum r ln 8ra 2 Y2 displaystyle r cdot left ln frac 8r a 2 frac Y 2 right r Dugum capi a Tel yaricapiDikdortgen 1p bln 2ba dln 2da b d 2 Y2 2b2 d2 b arsinh bd d arsinh db displaystyle frac 1 pi left b ln frac 2b a d ln frac 2d a left b d right left 2 frac Y 2 right 2 sqrt b 2 d 2 b cdot operatorname arsinh frac b d d cdot operatorname arsinh frac d b right b d Sinir uzunlugu d a b a a Tel yaricapiPair of parallel wires lp ln da Y 2 displaystyle frac l pi left ln frac d a Y 2 right a Tel yaricapi d Uzaklik d 2a l Eslerin uzunluguParalel tel cifti yuksek frekans lparcosh d2a lpln d2a d24a2 1 displaystyle frac l pi operatorname arcosh left frac d 2a right frac l pi ln left frac d 2a sqrt frac d 2 4a 2 1 right a Tel yaricapi d Uzaklik d 2a l Eslerin uzunluguMukemmel iletken bir duvara paralel tel l2p ln 2da Y 2 displaystyle frac l 2 pi left ln frac 2d a Y 2 right a Tel yaricapi d Uzaklik d a l UzunlukMukemmel iletken bir duvara paralel tel yuksek frekans l2parcosh da l2pln da d2a2 1 displaystyle frac l 2 pi operatorname arcosh left frac d a right frac l 2 pi ln left frac d a sqrt frac d 2 a 2 1 right a Tel yaricapi d Uzaklik d a l Uzunluk m0 4p 10 7H m ifade etmektedir Yuksek frekanslarda elektrik akimi iletkenin yuzeyinden akmaktadir Geometriye bagli olarak zaman zaman dusuk ve yuksek frekans induktanslarini ayirt etmek gerekir Bu Y sabitinin amaci olarak gorulebilir eger akim telin yuzeyinden akiyorsa Y 0 eger akim telde homojen bir sekilde dagilmissa Y 1 2 Yuksek frekans durumunda eger iletkenler birbirlerine yaklasiyorlarsa ek olarak baska bir goruntu akimi yuzeyden akar ve Y sabitini icerek denklem gecersiz olur baska bir sayfada mevcuttur Fazor devre analizi ve empedanskullanirsak bir induktansin es deger impedansi soyle bulunur ZL V I jLw displaystyle Z L V I jL omega burada j L induktans w 2pf acisal frekans f frekans Lw XL indukleyen Dogrusal olmayan induktansBircok induktorun yapiminda kullanilmaktadir Bu malzemeler yeterince buyuk bir alan uzerinde etkisi nedeniyle dogrusal olmayan manyetik gecirgenlik degerlerine sahiptir Bu da induktansin uygulanan akimin bir fonksiyonu olmasina neden olur Faraday Yasasi burada hala gecerlidir ancak induktans belirsizdir ve siz devre parametrelerini ve manyetik akiyi hesaplasaniz da farkli sonuclar verir Sekant veya buyuk sinyal induktansi aki hesaplamalarinda kullanilir Soyle tanimlanmistir Ls i def NFi Li displaystyle L s i overset underset mathrm def frac N Phi i frac Lambda i Diger taraftan diferansiyel veya kucuk sinyal induktansi voltaj hesaplanmasinda kullanilir Soyle tanimlanmistir Ld i def d NF di dLdi displaystyle L d i overset underset mathrm def frac d N Phi di frac d Lambda di Diferansiyel induktanstan elde edilen dogrusal olmayan induktorun devre voltaji Faraday Yasasi ve kalkulusteki zincir kurali ile gosterilir v t dLdt dLdididt Ld i didt displaystyle v t frac d Lambda dt frac d Lambda di frac di dt L d i frac di dt Dogrusal olmayan karsilikli induktans icin benzer tanimlar vardir Ayrica bakinizAlternatif akim Eddy akimi Elektromanyetik induksiyon Elektrik Faraday in induksiyon yasasi RLC devresi Solenoid TransformatorKaynakca Heaviside O Electrician Feb 12 1886 p 271 See reprint 18 Haziran 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde Glenn Elert 1998 2008 2 Haziran 2009 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 26 Ocak 2012 Michael W Davidson 1995 2008 3 Mart 2016 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 26 Ocak 2012 Nano kablolar haricinde sapan elektronlarin kinetik enerjisi W den oldukca kucuk enerjilerdedir Mahmood Nahvi Joseph Edminister 2002 Schaum s outline of theory and problems of electric circuits McGraw Hill Professional s 338 ISBN 0071393072 26 Mart 2020 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 26 Ocak 2012 Neumann F E 1847 Allgemeine Gesetze der inducirten elektrischen Strome Abhandlungen der Koniglichen Akademie der Wissenschaften zu Berlin aus dem Jahre 1845 ss 1 87 Dengler R 2016 Self inductance of a wire loop as a curve integral Advanced Electromagnetics 5 1 ss 1 8 Bibcode 2016AdEl 5 1D doi 10 7716 aem v5i1 331 Jackson J D 1975 Classical Electrodynamics Wiley s 262 Lorenz L 1879 Uber die Fortpflanzung der Elektrizitat Annalen der Physik Cilt VII ss 161 193 The expression given is the inductance of a cylinder with a current around its surface Elliott R S 1993 Electromagnetics New York IEEE Press Note The constant 3 2 in the result for a uniform current distribution is wrong Rosa E B 1908 The Self and Mutual Inductances of Linear Conductors Bulletin of the Bureau of Standards 4 2 ss 301 344 Genel kaynaklarFrederick W Grover 1952 Inductance Calculations Dover Publications New York Griffiths David J 1998 Introduction to Electrodynamics 3rd ed Prentice Hall ISBN 0 13 805326 X Wangsness Roald K 1986 Electromagnetic Fields 2 2 yayimci Wiley bas ISBN 0 471 81186 6 Hughes Edward 2002 Electrical amp Electronic Technology 8th ed Prentice Hall ISBN 0 582 40519 X Einfuhrung in die theoretische Elektrotechnik Springer Verlag 1959 Heaviside O Electrical Papers Vol 1 L N Y Macmillan 1892 p 429 560 F Langford Smith editor 1953 Radiotron Designer s Handbook 4th Edition Wireless Press for Amalgamated Wireless Valve Company PTY LTD Sydney Australia together with Eectron Tube Division of the Radio Corporation of America RCA Harrison N J No Library of Congress Card Catalog Number or ISBN Chapter 10 pp 429 448 Calculation of Inductance includes a wealth of approximate formulas and nomographs for single layer solenoids of various coil diameters and pitch of windings and lengths the effects of screens formulas and nomographs for multilayer coils long and short for toroidal coils for flat spirals and a nomograph for the mutual inductance between coaxial solenoids With 56 references Dis baglantilar