ఇండక్టర్ కలపడం

మునుపటి ట్యుటోరియల్‌లో, మేము ఒక ఇండక్టర్‌ను అర్థం చేసుకోవడం మరియు ఇట్స్ వర్కింగ్‌తో ప్రారంభించాము, ఇప్పుడు ఇండక్టర్ల యొక్క విభిన్న కలయికలను అన్వేషించడానికి ఇది సమయం. ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో, కెపాసిటర్లు మరియు రెసిస్టర్‌ల తర్వాత ఇండక్టర్లు ఎక్కువగా ఉపయోగించే భాగాలు, వీటిని వేర్వేరు అనువర్తనాల కోసం వేర్వేరు కలయికలలో ఉపయోగిస్తారు. మేము మెటల్ డిటెక్టర్లను నిర్మించడానికి ఇండక్టర్‌ను కూడా ఉపయోగించాము మరియు వేర్వేరు పద్ధతులను ఉపయోగించి ఇండక్టర్ యొక్క విలువను కొలిచాము, అన్ని లింక్‌లు క్రింద ఇవ్వబడ్డాయి:

• ఆర్డునో ఉపయోగించి LC మీటర్: ఇండక్టెన్స్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీని కొలవడం
• ఓసిల్లోస్కోప్ ఉపయోగించి ఇండక్టర్ లేదా కెపాసిటర్ విలువను ఎలా కొలవాలి
• సింపుల్ మెటల్ డిటెక్టర్ సర్క్యూట్
• ఆర్డునో మెటల్ డిటెక్టర్

కపుల్డ్ సర్క్యూట్లు అంటే ఏమిటి?

కపుల్డ్ సర్క్యూట్లను సృష్టించడానికి భాగాల కలయికలు కలిసి ఉంటాయి. కపుల్డ్ సర్క్యూట్ యొక్క అర్థం ఏమిటంటే, సర్క్యూట్లలో దేనినైనా శక్తివంతం అయినప్పుడు శక్తి బదిలీ ఒకదాని నుండి మరొకటి జరుగుతుంది. ఎలక్ట్రానిక్స్ సర్క్యూట్లోని ప్రధాన భాగాలు వాహకంగా లేదా విద్యుదయస్కాంత ద్వారా కలుపుతారు.

ఏదేమైనా, ఈ ట్యుటోరియల్‌లో, విద్యుదయస్కాంత కలయిక మరియు ప్రేరకాల కలయిక, సిరీస్‌లోని ఇండక్టర్స్ లేదా సమాంతర కలయికలు వంటివి చర్చించబడతాయి.

పరస్పర ప్రేరణ

మునుపటి వ్యాసంలో, మేము ఒక ప్రేరక యొక్క స్వీయ-ప్రేరణ మరియు దాని పరామితిని చర్చించాము. స్వీయ-ప్రేరణ సంబంధిత ఆపరేషన్ సమయంలో, పరస్పర ప్రేరణ జరగలేదు.

ప్రస్తుత మార్పు రేటు సంభవించినప్పుడు, కాయిల్ లోపల వోల్టేజ్ ప్రేరేపించబడుతుంది. ఈ క్రింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించి మరింత ప్రదర్శించవచ్చు,

V (t) అనేది కాయిల్ లోపల ప్రేరేపిత వోల్టేజ్, i కాయిల్ ద్వారా ప్రవహించే ప్రస్తుతము, మరియు కాయిల్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ L.

V (t) = L {di (t) / dt}

పైన పేర్కొన్న పరిస్థితి రెండు టెర్మినల్స్ ఉన్న స్వీయ-ఇండక్టెన్స్ సంబంధిత సర్క్యూట్ మూలకానికి మాత్రమే వర్తిస్తుంది. అటువంటి సందర్భంలో, పరస్పర ప్రేరణను క్రమం లోకి తీసుకోరు.

ఇప్పుడు, అదే సందర్భంలో, రెండు కాయిల్స్ దగ్గరి దూరంలో ఉంటే, ప్రేరక కలపడం జరుగుతుంది.

పై చిత్రంలో, రెండు కాయిల్స్ చూపించబడ్డాయి. ఈ రెండు కాయిల్స్ ఒకదానికొకటి చాలా దగ్గరగా ఉంటాయి. కాయిల్ ఎల్ 1 గుండా ప్రవహించే ప్రస్తుత ఐ 1 కారణంగా, మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ ప్రేరేపించబడుతుంది, తరువాత అది ఇతర కాయిల్ ఎల్ 2 కు బదిలీ అవుతుంది.

పై చిత్రంలో, అదే సర్క్యూట్ ఇప్పుడు కాయిల్స్ కదలని విధంగా కోర్ పదార్థంలో గట్టిగా చుట్టబడి ఉంటుంది. పదార్థం అయస్కాంత కోర్ కాబట్టి, దీనికి పారగమ్యత ఉంటుంది. రెండు వేర్వేరు కాయిల్స్ ఇప్పుడు అయస్కాంతంగా కలుపుతారు. ఇప్పుడు, ఆసక్తికరంగా, కాయిల్స్‌లో ఒకటి ప్రస్తుత మార్పు రేటును ఎదుర్కొంటే, ఇతర కాయిల్ వోల్టేజ్‌ను ప్రేరేపిస్తుంది, ఇది ఇతర కాయిల్‌లో ప్రస్తుత మార్పు రేటుకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

అందువల్ల, కాయిల్ ఎల్ 1 లో వోల్టేజ్ సోర్స్ వి 1 వర్తించినప్పుడు, ప్రస్తుత ఐ 1 ఎల్ 1 ద్వారా ప్రవహించడం ప్రారంభమవుతుంది. ప్రస్తుత మార్పు రేటు అయస్కాంత కోర్ ద్వారా ప్రవహించే ఒక ప్రవాహాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు కాయిల్ L2 లో వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. L1 లో ప్రస్తుత మార్పు రేటు కూడా ఫ్లక్స్ను మారుస్తుంది, ఇది L2 లో ప్రేరిత వోల్టేజ్‌ను మరింత మార్చగలదు.

L2 ప్రేరేపించడం వోల్టేజ్ formula- క్రింద లెక్కించవచ్చు

V ₂ = M {di ₁ (t) / dt}

పై సమీకరణంలో, తెలియని ఎంటిటీ ఉంది. అంటే ఓం. ఎందుకంటే, రెండు స్వతంత్ర సర్క్యూట్లలో పరస్పర ప్రేరిత వోల్టేజ్‌కు పరస్పర ప్రేరణలు కారణమవుతాయి. ఈ M, పరస్పర ప్రేరణ గుణకం అనుపాతంలో ఉంటుంది.

మొదటి కాయిల్ L1 కు సమానం, మొదటి కాయిల్ కోసం పరస్పర ప్రేరణ కారణంగా పరస్పరం ప్రేరేపించబడిన వోల్టేజ్ కావచ్చు -

V ₂ = M {di ₂ (t) / dt}

ఇండక్టెన్స్ మాదిరిగానే, పరస్పర ప్రేరణ కూడా హెన్రీలో కొలుస్తారు. పరస్పర ప్రేరణ యొక్క గరిష్ట విలువ √L ₁ L _{2 కావచ్చు}. ఇండక్టెన్స్ ప్రస్తుత మార్పు రేటుతో వోల్టేజ్‌ను ప్రేరేపిస్తుంది కాబట్టి, పరస్పర ప్రేరణ కూడా వోల్టేజ్‌ను ప్రేరేపిస్తుంది, దీనిని మ్యూచువల్ వోల్టేజ్ M (di / dt) అని పిలుస్తారు. ఈ పరస్పర వోల్టేజ్ సానుకూలంగా లేదా ప్రతికూలంగా ఉంటుంది, ఇది కాయిల్ యొక్క భౌతిక నిర్మాణం మరియు ప్రస్తుత దిశపై ఎక్కువగా ఆధారపడుతుంది.

డాట్ కన్వెన్షన్

డాట్ కన్వెన్షన్ పరస్పరం ప్రేరిత వోల్టేజ్ యొక్క పొలారిటీ గుర్తించేందుకు ఒక ముఖ్యమైన సాధనం. పేరు సూచించినట్లుగా, వృత్తాకార ఆకారంలో ఉన్న డాట్ మార్క్ ఒక ప్రత్యేక చిహ్నం, ఇది రెండు కాయిల్స్ చివరిలో పరస్పరం కపుల్డ్ సర్క్యూట్లలో ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ చుక్క దాని అయస్కాంత కోర్ చుట్టూ మూసివేసే నిర్మాణం యొక్క సమాచారాన్ని కూడా అందిస్తుంది.

పై సర్క్యూట్లో, రెండు పరస్పరం కపుల్డ్ ప్రేరకాలు చూపించబడ్డాయి. ఈ రెండు ప్రేరకాలు L1 మరియు L2 యొక్క స్వీయ-ప్రేరణలను కలిగి ఉంటాయి.

ప్రేరేపితాలలో V1 మరియు V2 వోల్టేజీలు అభివృద్ధి చెందాయి, చుక్కల టెర్మినల్స్ పై ఇండక్టర్లలోకి ప్రస్తుత ప్రవేశించిన ఫలితం. ఆ రెండు ప్రేరకాల యొక్క పరస్పర ప్రేరణ M అని by హించడం ద్వారా, ప్రేరేపిత వోల్టేజ్ కింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించవచ్చు,

మొదటి ప్రేరక L1 కోసం, ప్రేరిత వోల్టేజ్ ఉంటుంది -

V ₁ = L ₁ (di ₁ / dt) ± M (di ₂ / dt)

రెండవ ఇండక్టర్ యొక్క ప్రేరిత వోల్టేజ్ను లెక్కించడానికి అదే సూత్రాన్ని ఉపయోగించవచ్చు, V ₂ = L ₂ (di ₂ / dt) ± M (di ₁ / dt)

అందువల్ల, సర్క్యూట్లో రెండు రకాల ప్రేరిత వోల్టేజ్ ఉంది, స్వీయ-ప్రేరణ కారణంగా ప్రేరిత వోల్టేజ్ మరియు పరస్పర ప్రేరణ కారణంగా పరస్పరం ప్రేరేపించబడిన వోల్టేజ్. స్వీయ-ప్రేరణపై ఆధారపడి ప్రేరేపిత వోల్టేజ్ సానుకూలంగా ఉన్న V = L (di / dt) సూత్రాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించబడుతుంది, అయితే పరస్పర ప్రేరేపిత వోల్టేజ్ మూసివేసే నిర్మాణంతో పాటు ప్రస్తుత ప్రవాహాన్ని బట్టి ప్రతికూలంగా లేదా సానుకూలంగా ఉంటుంది. పరస్పరం ప్రేరేపించబడిన వోల్టేజ్ యొక్క ధ్రువణతను నిర్ణయించడానికి డాట్ యొక్క ఉపయోగం ఒక ముఖ్యమైన పరామితి.

కపుల్డ్ సర్క్యూట్లో రెండు టెర్మినల్స్ రెండు వేర్వేరు కాయిల్స్ కలిగివుంటాయి మరియు చుక్కలతో సమానంగా గుర్తించబడతాయి, అప్పుడు టెర్మినల్స్ లాగా సాపేక్షంగా ఉన్న ప్రస్తుత దిశకు, ప్రతి కాయిల్లో స్వీయ మరియు పరస్పర ప్రేరణ యొక్క అయస్కాంత ప్రవాహం కలిసిపోతుంది.

కలపడం యొక్క గుణకం

ప్రేరక కపుల్ కాయిల్స్ మధ్య కలపడం మొత్తాన్ని నిర్ణయించడానికి కపుల్డ్ సర్క్యూట్లకు ఇండక్టర్ కలపడం యొక్క గుణకం ఒక ముఖ్యమైన పారామితి. కలపడం యొక్క గుణకం K అక్షరం ద్వారా వ్యక్తీకరించబడుతుంది.

కలపడం యొక్క గుణకం యొక్క సూత్రం K = M / 1L ₁ + L _2, ఇక్కడ L1 అనేది మొదటి కాయిల్ యొక్క స్వీయ ప్రేరణ మరియు L2 రెండవ కాయిల్ యొక్క స్వీయ ప్రేరణ.

అయస్కాంత ప్రవాహాన్ని ఉపయోగించి రెండు ప్రేరక కపుల్డ్ సర్క్యూట్లు అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి. ఒక ప్రేరక యొక్క మొత్తం ప్రవాహాన్ని కలుపుకుంటే లేదా అనుసంధానించబడి ఉంటే ఇతర ప్రేరకాన్ని సంపూర్ణ కలపడం అంటారు. ఈ పరిస్థితిలో, K ను 1 గా వ్యక్తీకరించవచ్చు, ఇది 100% కలపడం యొక్క చిన్న రూపం. కలపడం యొక్క గుణకం ఎల్లప్పుడూ ఐక్యత కంటే తక్కువగా ఉంటుంది మరియు కలపడం యొక్క గుణకం యొక్క గరిష్ట విలువ 1 లేదా 100% ఉంటుంది.

రెండు ప్రేరక కపుల్డ్ కాయిల్ సర్క్యూట్ల మధ్య కలపడం యొక్క గుణకంపై పరస్పర ప్రేరణ ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటుంది. కలపడం యొక్క గుణకం ఎక్కువగా ఉంటే, పరస్పర ప్రేరణ ఎక్కువగా ఉంటుంది, మరొక వైపు, కలపడం యొక్క గుణకం తక్కువ మొత్తంలో ఉంటే, అది కలపడం సర్క్యూట్లో పరస్పర ప్రేరణను బాగా తగ్గిస్తుంది. కలపడం గుణకం ప్రతికూల సంఖ్య కాదు మరియు కాయిల్స్ లోపల ప్రవాహం యొక్క దిశపై ఆధారపడటం లేదు. కలపడం గుణకం కోర్ పదార్థాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇనుము లేదా ఫెర్రైట్ కోర్ పదార్థాలలో కలపడం గుణకం 0.99 లాగా ఉంటుంది మరియు ఎయిర్ కోర్ కొరకు, రెండు కాయిల్స్ మధ్య స్థలాన్ని బట్టి ఇది 0.4 నుండి 0.8 వరకు తక్కువగా ఉంటుంది.

సిరీస్ కాంబినేషన్‌లో ఇండక్టర్

ఇండక్టర్లను సిరీస్‌లో కలపవచ్చు. ఎయిడింగ్ మెథడ్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా లేదా ప్రతిపక్ష పద్ధతిని ఉపయోగించడం ద్వారా సిరీస్‌లో ఇండక్టర్లను కనెక్ట్ చేయడానికి రెండు మార్గాలు ఉన్నాయి .

పై చిత్రంలో, రెండు రకాల సిరీస్ కనెక్షన్లు చూపించబడ్డాయి. ఎడమ వైపున మొదటిదానికి, ఇండక్టార్లు ఎయిడింగ్ మెథడ్ ద్వారా సిరీస్‌లో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. ఈ పద్ధతిలో, రెండు ప్రేరకాల ద్వారా ప్రవహించే ప్రవాహం ఒకే దిశలో ఉంటుంది. ప్రస్తుతము అదే దిశలో ప్రవహిస్తున్నప్పుడు, స్వీయ మరియు పరస్పర ప్రేరణ యొక్క అయస్కాంత ప్రవాహాలు ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించబడి ముగుస్తాయి.

అందువల్ల, ఈ క్రింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించి మొత్తం ఇండక్టెన్స్ లెక్కించవచ్చు-

L _eq = L ₁ + L ₂ + 2M

ఇక్కడ, L _eq మొత్తం సమానమైన ఇండక్టెన్స్ మరియు M అనేది పరస్పర ప్రేరణ.

సరైన చిత్రం కోసం, ప్రతిపక్ష కనెక్షన్ చూపబడుతుంది. అటువంటి సందర్భంలో, ప్రేరకాల ద్వారా ప్రస్తుత ప్రవాహం వ్యతిరేక దిశలో ఉంటుంది. అందువల్ల, ఈ క్రింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించి మొత్తం ఇండక్టెన్స్ లెక్కించవచ్చు, L _eq = L ₁ + L ₂ - 2M

ఇక్కడ, L _eq మొత్తం సమానమైన ఇండక్టెన్స్ మరియు M అనేది పరస్పర ప్రేరణ.

సమాంతర కలయికలో ఇండక్టర్లు

సిరీస్ ఇండక్టర్ కలయిక వలె, సహాయక పద్ధతిని ఉపయోగించడం ద్వారా మరియు ప్రతిపక్ష పద్ధతిని ఉపయోగించడం ద్వారా రెండు ప్రేరకాల సమాంతర కలయిక రెండు రకాలుగా ఉంటుంది.

కోసం సాయపడతాయి విధానం, వంటి స్పష్టంగా డాట్ కన్వెన్షన్ ప్రదర్శనలు, ఎడమ చిత్రం చూడవచ్చు ఇండక్టర్లు ద్వారా ప్రస్తుత ప్రవాహం ఒకే దిశలో అని. మొత్తం ఇండక్టెన్స్ను లెక్కించడానికి, క్రింద ఉన్న ఫార్ములా చాలా సహాయపడుతుంది. అటువంటప్పుడు, రెండు కాయిల్స్‌లో స్వీయ-ప్రేరిత విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం పరస్పరం ప్రేరేపించబడిన emf ని అనుమతిస్తుంది.

L _eq = (L ₁ L ₂ - M ²) / (L ₁ + L ₂ + 2M)

కోసం ప్రతిపక్ష విధానం, ఇండక్టర్లు ఒకదానికొకటి వ్యతిరేక దిశగా సమాంతరంగా కనెక్ట్. అటువంటి సందర్భంలో, పరస్పర ప్రేరణ స్వీయ-ప్రేరిత EMF ని వ్యతిరేకించే వోల్టేజ్‌ను సృష్టిస్తుంది. సమాంతర సర్క్యూట్ యొక్క సమానమైన ఇండక్టెన్స్ క్రింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించవచ్చు-

L _eq = (L ₁ L ₂ - M ²) / (L ₁ + L ₂ + 2M)

ఇండక్టర్ యొక్క అనువర్తనాలు

కపుల్డ్ ఇండక్టర్ల యొక్క ఉత్తమ ఉపయోగంలో ఒకటి ట్రాన్స్ఫార్మర్ల సృష్టిలో ఉంది . ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఇనుము లేదా ఫెర్రైట్ కోర్ చుట్టూ చుట్టబడిన కపుల్డ్ ఇండక్టర్లను ఉపయోగిస్తుంది. ఆదర్శవంతమైన ట్రాన్స్ఫార్మర్లో సున్నా నష్టం మరియు వంద శాతం కలపడం గుణకాలు ఉన్నాయి. ట్రాన్స్ఫార్మర్ కాకుండా, సెపిక్ లేదా ఫ్లైబ్యాక్ కన్వర్టర్లో కపుల్డ్ ఇండక్టర్లను కూడా ఉపయోగిస్తారు. కపుల్డ్ ఇండక్టర్ లేదా ట్రాన్స్ఫార్మర్లను ఉపయోగించడం ద్వారా విద్యుత్ సరఫరా యొక్క ద్వితీయ ఉత్పత్తితో ప్రాధమిక ఇన్పుట్ను వేరుచేయడానికి ఇది అద్భుతమైన ఎంపిక.

రేడియో ప్రసారం లేదా స్వీకరించే సర్క్యూట్లో సింగిల్ లేదా డబుల్ ట్యూన్డ్ సర్క్యూట్ చేయడానికి కపుల్డ్ ఇండక్టర్లను కూడా ఉపయోగిస్తారు