직렬 인덕터

인덕터는 자속 또는 단순히 자기장의 형태로 전기 에너지를 일시적으로 저장하기 위해 전자 회로에 사용되는 수동 소자입니다. 인덕턴스는 전류가 통과 할 때 자속을 설정할 수있는 코일의 특성입니다.

 

인덕턴스 특성을 가진 모든 장치를 인덕터라고 부를 수 있습니다. 일반적으로 인덕터는 자기 (철) 또는 비자 성 매체 (공기 등)의 코어 주변에 구리 소재가있는 코일 형태로 제작됩니다.

인덕터는 회로에 필요한 성능에 따라 직렬 또는 병렬 구성으로 연결될 수 있습니다. 이러한 조합은 더 복잡한 네트워크를 설계하는 데 사용됩니다. 회로의 총 인덕턴스는 인덕터가 연결되는 방식에 따라 직렬 또는 병렬이 될 수 있습니다.

또한, 하나의 인덕턴스가 다른 인덕턴스에 영향을 미치지 않도록 인덕터를 연결하는 방식은 인덕터 간의 자기 결합 효과와 비교하여 전체 인덕턴스를 변화시킵니다.

따라서 인덕터는 상호 인덕턴스 또는 자기 결합을 기준으로 직렬 또는 병렬 조합으로 배열됩니다.

직렬로 연결된 인덕터

회로에 연결된 인덕터 사이에 커플 링이 없다고 가정합니다. 이것은 한 인덕터에서 다른 인덕터와 연결된 플럭스 라인이 없으므로 코일 사이에 상호 플럭스가 없음을 의미합니다.

두 개 이상의 인덕터의 종단 간 연결을 "인덕터 직렬 연결"이라고합니다. 이 연결에서 인덕터는 직렬로 연결되어 인덕터의 유효 회전 수가 증가합니다. 인덕터의 직렬 연결은 아래 다이어그램에 나와 있습니다.

직렬 연결된 인덕터의 인덕턴스는 각 코일을 통과하는 전류 변화가 동일하기 때문에 각 코일의 개별 인덕턴스의 합으로 계산됩니다.

 

이 직렬 연결은 저항이 인덕터로 대체된다는 점을 제외하면 직렬로 연결된 저항과 유사합니다. 전류 I가 직렬 연결로 흐르고 코일이 L1, L2 등이면 직렬 인덕터의 공통 전류는 다음과 같습니다.

 

I 합계 = I L1 = I L2 = I L3 . . . = I n

이 직렬 연결에서 각 코일의 개별 전압 강하가 VL1, VL2, V¬L3 등이면 두 단자 VT 간의 총 전압 강하는 다음과 같이 계산됩니다.

 

V 합계 = V L1 + V L2 + V L3 …. + Vn

전압 강하는 자기 인덕턴스 L로 표현할 수 있다는 것을 알기 때문에 이것은

 

V = L di / dt.

이것은 또한 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

 

LT di / dt = L1 di / dt + L2 di / dt + L3 di / dt +. . . + Ln di / dt

따라서 총 인덕턴스는

 

L 합계 = L 1 + L 2 + L 3 + ... ... + L n

이것은 직렬 연결의 총 인덕턴스가 모든 인덕터의 개별 인덕턴스의 합이라는 것을 의미합니다. 위의 방정식은이 직렬 구성에서 코일간에 상호 인덕턴스 영향이 없을 때 참입니다.

인덕터의 상호 인덕턴스는 인덕터의 직렬 조합에서 총 인덕턴스의 값을 변경합니다.

위 그림과 같이 회로에 다양한 전류를 생성 할 수있는 교류 전압 소스와 직렬로 연결된 두 개의 인덕터가 있다고 가정합니다.

회로에 상호 인덕턴스가 없으면 총 인덕턴스는 다음과 같이 주어진다.

 

L T = L 1 + L (2)

총 인덕턴스는 인덕터 직렬 배열에서 항상 가장 큰 인덕터보다 크다는 것을 기억하는 것이 중요합니다.

 

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직렬로 연결된 인덕터 예

예 1 : 회로에  60 H,  30 H,  20 H가 직렬로 연결된 3 개의 인덕터가있는 경우 직렬의 총 인덕턴스는 얼마입니까?

Sol : 우리는 시리즈의 총 인덕턴스 공식, L Total = L 1 + L 2 + L 3 +… .. + L n

L 1 = 60 (H)

L 2 = 30 (H)

L 3 = 20 (H)

총 인덕턴스, L Total = 60 + 30 + 20 = 110 Henry(H)

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직렬로 상호 연결된 인덕터

이제 인덕터가 연결되어 한 코일의 자기장이 다른 코일에 영향을 미친다고 생각해보십시오. 두 개 이상의 인덕터가 직렬로 연결되면 한 인덕터의 인덕턴스는 다른 코일에서 생성되는 자기장의 영향을받습니다.

이를 상호 인덕턴스라고하며 코일을 "상호 연결 인덕터"라고합니다. 이 상호 인덕턴스는 직렬 회로의 총 인덕턴스를 증가 또는 감소시킬 수 있습니다.

인덕터로 연결된 직렬의 상호 인덕턴스에 영향을 미치는 요인은 코일 사이의 거리와 방향입니다.

상호 연결된 인덕터는 두 가지 유형으로 결합 할 수 있습니다.

1) 누적 결합 또는 직렬 지원

2) 차동 결합 또는 직렬 반대

직렬로 결합된 누적 인덕터

인덕터에 의해 생성 된 자속이 전류 흐름과 같은 방향에 있으면 코일을 "누적 결합"이라고합니다.

이 직렬 보조 또는 누적 결합 회로에서 전류는 임의의 순간에 코일 단자에 들어 오거나 나가는 방향이 동일합니다.

아래 그림은 직렬 보조 배열로 두 인덕터의 연결을 보여줍니다.

누적 결합 된 코일 (노드 A와 D 사이)을 통해 같은 방향으로 전류를 통과하면 각 개별 코일의 전압 강하는 시리즈의 총 인덕턴스에 영향을 미칩니다.

 

코일 -1의 자기 인덕턴스는 L 1 , 코일 -2의 자기 인덕턴스는 L 2 , 상호 인덕턴스는 코일 1과 코일 2 사이의 M이라고합시다.

코일 -1의 자기 유도 EMF는

e1 = – L1 di/ dt

 

코일 -2의 전류 변화로 인해 코일 -1에서 상호 유도 된 EMF는

eM1 = – M di/ dt

 

유사하게 코일 -2의 자기 유도 EMF는

e2 = – L2 di/ dt

 

코일 -1의 전류 변화로 인해 코일 -2에서 상호 유도 된 EMF는

eM2 = – M di/ dt

 

따라서 직렬 보조 회로에서 총 유도 EMF는 다음과 같이 주어진다.

e = – L1 di/ dt– L2 di/ dt– 2M di/ dt

= – (L1+ L2 + 2M) di/ dt

 

L T 가 회로의 총 인덕턴스이면 총 유도 EMF는 다음과 같습니다.

e = – LT di/ dt

 

위의 방정식을 대체하면

– LT di/ dt = – (L1+ L2 + 2M) di/ dt

 

따라서LT = (L1 + L2 + 2M)

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직렬 누적 결합 인덕터 예

예 : 인덕턴스 70mH 및 30mH의 두 코일이 직렬로 연결된 경우 직렬 연결된 인덕터의 총 누적 인덕턴스를 찾습니다. 

두 코일 조합의 상호 인덕턴스가 40mH라고 가정합니다.

sol:

L 1 = 70 mH

L 2 = 30mH

M = 40mH

누적 연결된 인덕터에 대한 공식 적용, LT = L1 + L2 + 2M

L T = 70 + 30 + 2 * (40)

= 100 + 80

= 180mH

따라서 코일의 누적 인덕턴스는 180 밀리 헨리(mH)입니다.

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직렬로 차동 결합 된 인덕터

인덕터에 의해 생성 된 자속이 서로 반대 방향이면 코일을 "차동 결합"이라고합니다.

이 차동 커플 링 또는 직렬 반대 연결에서 전류는 어떤 순간에도 코일의 단자에 들어 오거나 나가는 방향이 반대입니다.

아래 그림은 직렬 반대 배열로 두 인덕터의 연결을 보여줍니다.

차동 결합 코일에서 자속 장은 동일한 방향 또는 반대 방향으로 생성 될 수 있습니다. 코일의 자체 인덕턴스는 L1과 L2이고 상호 인덕턴스는 M입니다.

여기서 상호 인덕턴스는 회로 구성으로 인해 각 코일 자체 인덕턴스에 도움이됩니다.

따라서 직렬 반대 회로에서 총 유도 EMF는 다음과 같이 주어진다.

e = – L1 di/ dt– L2 di/ dt + 2M di/ dt

   = – (L1+ L2 – 2M) di/ dt

L T 가 회로의 총 인덕턴스이면 총 유도 EMF는 다음과 같습니다.

 

e = – LT di/ dt

위의 방정식을 대체하면

 

– LT di/ dt = – (L1+ L2 – 2M) di/ dt

따라서 L T = (L 1 + L 2 – 2M)

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직렬 차동 결합 인덕터 예

예 : 인덕턴스 70mH 및 30mH의 두 코일이 직렬로 연결된 경우 직렬 연결된 인덕터의 총 차동 인덕턴스를 찾습니다. 두 코일 조합의 상호 인덕턴스가 40mH라고 가정합니다.

sol:

L 1 = 70 mH

L 2 = 30mH

M = 40mH

차동 연결 인덕터에 대한 공식 적용, LT = L1 + L2 – 2M

 

L T = 70 + 30 - 2 * (40)

= 100 – 80

= 20mH

따라서 코일의 차동 인덕턴스는 20 밀리 헨리(mH)입니다.

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요약

• 인덕터는 에너지를 자속으로 저장하기 위해 전자 회로에 사용되는 수동소자입니다.
• 인덕턴스는 Henry(H) 단위로 측정됩니다. 
• 회로의 전류 흐름에 따른 실제 전력의 손실량을 "유도 성 리액턴스"라고합니다. 옴 단위로 측정됩니다.                  * XL = 2 * f 
• 자기 인덕턴스는 전기 회로 또는 자체 자기장이 전류의 변화에 ​​반대하는 루프의 속성입니다.
• 상호 인덕턴스는 첫 번째 인덕터의 전류가 변경될 때 매우 가까운 곳에 배치된 다른 인덕터에서 EMF를 유도하는 인덕터의 능력입니다.
• 두 개 이상의 인덕터의 종단 간 연결을 "인덕터 직렬 연결"이라고합니다. 직렬의 총 인덕턴스 공식은                    * LT = L1 + L2입니다.
• 직렬 연결된 인덕터의 총 인덕턴스는 항상 해당 직렬에서 가장 큰 인덕터보다 큽니다.
• 인덕터에 의해 생성 된 자속이 전류 흐름과 동일한 방향에 있으면 코일을 "누적 결합"이라고합니다.                    * LT = L1 + L2 + 2M 
• 인덕터에 의해 생성 된 자속이 서로 반대 방향이면 코일을 "차동 결합"이라고합니다.                                        * LT = L1 + L2 – 2M