Cewki

Stronę tą wyświetlono już: 62 razy

Opis ogólny cewki wraz z oznaczeniem schematycznym

Cewka to element elektroniczny o charakterze rezydencyjnym (w obwodach zasilanych prądem stałym) lub reaktancyjnym (w obwodach prądu sinusoidalengo). Cewki są również elementami indukcyjnymi, które są w stanie wytwarzać pole magnetyczne. Zjawisko to wykorzystuje się w elektromagnesach, gdzie pole magnetyczne cewki powoduje namagnesowanie rdzenia ferromagnetycznego.

Schematyczne oznaczenie cewki
Rys. 1
Schematyczne oznaczenie cewki

Podstawowe parametry cewki

Dla prądu pulsującego cewka ma zdolność do samoindukcji. Strumień indukcji pola magnetycznego, które przepływa przez cewkę opisuje wzór:

Wzór na strumień indukcji pola magnetycznego przepływającego przez cewkę [1]

Zapis wyrażenia w formacie TeX-a:

\Phi = L\cdot i

gdzie:

  • Φ - strumień indukcji magnetycznej;
  • L - indukcyjność cewki;
  • i - natężenie prądu płynącego przez cewkę

Siła elektromotoryczna indukowana w cewce może być z kolei wyliczona z następującego wzoru:

Wzór na siłę elektromotoryczną indukowaną w cewce [2]

Zapis wyrażenia w formacie TeX-a:

\varepsilon = -\frac{d\Phi}{dt} = -\frac{dLi}{dt} = -\left(L \frac{di}{dt} + i\frac{dL}{dt}\right)

gdzie:

  • Φ - strumień indukcji magnetycznej;
  • L - indukcyjność cewki;
  • i - natężenie prądu płynącego przez cewkę
  • ϵ - siła elektromotoryczna samoindukcji;
  • t - czas

Jeżeli przyjmie się, że indukcyjność cewki nie zmienia się, wtedy powyższy wzór uprości się do postaci:

Wzór na siłę elektromotoryczną indukowaną w cewce przy założeniu, że jej indukcyjność jest stała [3]

Zapis wyrażenia w formacie TeX-a:

\varepsilon = -L\frac{di}{dt}

Jednostką indukcyjności cewki jest henr [H]. Prąd płynąc przez cewkę wytwarza strumień magnetyczny. Indukcyjność opisuje się jako stosunek tego strumienia i prądu, który go wytworzył:

Wzór na indukcyjność cewki [4]

Zapis wyrażenia w formacie TeX-a:

L = k\frac{\Phi}{i}

gdzie współczynnik k zależy od kształtu cewki, liczby zwojów, rodzaju rdzenia czy grubości drutu, z którego cewka została wykonana.

Przy przepływie przez cewkę prądu stałego ważnym parametrem cewki jest jej stała C, którą wyraża zależność:

Wzór na stałą C cewki [5]

Zapis wyrażenia w formacie TeX-a:

C = \frac{H}{I}

gdzie:

  • H - natężenie pola magnetycznego;
  • I - natężenie prądu płynącego przez cewkę

Cewka w obwodzie prądu sinusoidalnego

W obwodzie prądu sinusoidalnego natężenie prądu u wyprzedza o 90° prąd płynący przez cewkę, co pokazuje poniższy wykres.

Wykres prądu pulsującegoU(t)U(t)t[s]-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.800.010.020.030.040.050.060.070.080.090.1u(t)=sin(x · 55 · 360 / 180 · π)i(t)=0.5·cos(x · 55 · 360 / 180 · π)
Rys. 2
Wykres przebiegu napięcia u(t) i natężenia prądu i(t) w cewce, przez którą przepływa prąd sinusoidalny.
Źródło:
Wykres wygenerowany przes skrypt PHP autora strony opisany na stronie Programowanie → Skrypty PHP → Skrypt PHP generujący wykres funkcji 2W

Komentarze