Ищем формулу для расчета максимального индуцированного напряжения переменного тока в двух воздушных катушках рядом друг с другом.

У меня вопрос об электромагнитной индукции. Я уже провел некоторые исследования, но я не могу найти простое решение.

Я хочу как-то рассчитать максимальный пик напряжения, который будет индуцироваться во вторичной катушке в цепи переменного тока. Наверняка у меня есть все входные данные здесь.

Схема очевидна. Первичная воздушная катушка L1 подключена через резистор R к источнику синусоидального переменного напряжения U1 (колеблющегося с частотой f ). Через катушку L1 протекает переменный ток I .

Я знаю каждое значение здесь, включая индуктивность L1 , диаметр, количество витков, радиус провода обмотки и даже неидеальные параметры соленоида, такие как сопротивление и емкость.

Рядом с змеевиком L1 находится змеевик вторичного воздуха L2 , также со всеми известными параметрами, а L2 расположен рядом с L1 на расстоянии l (по прямой). L2 подключен к аналоговому измерителю напряжения для измерения пиков напряжения U2 .

Электрическая цепь:

введите описание изображения здесь

Физическое отношение катушек:

введите описание изображения здесь

Вопрос : Как рассчитать максимальное пиковое напряжение U2 , которое будет индуцироваться в катушке L2 ? Существует ли простая школьная формула U2max = ... ? Даже плохое приближение было бы достаточно.

Для двух магнитно связанных катушек L1 и L2 существует коэффициент взаимной индукции. Для катушки 1: U1 = L1di1/dt + M di2/dt. Для катушки L2: U2=L2 di2/dt + Mdi1/dt. Совсем другое дело определить величину этого М.
Эта ссылка может помочь вам лучше понять связанные катушки индуктивности: electronics-tutorials.ws/inductor/mutual-inductance.html

Ответы (2)

Не существует простой формулы взаимной связи.

Но есть много книг на эту тему.

например, http://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/bulletin/02/nbsbulletinv2n3p359_A2b.pdf

Короткий ответ

Если расстояние <= диаметр_обмотки, то результат «не так уж и плох», и эффективность передачи мощности можно сохранить за счет резонанса обмоток.

Если расстояние > диаметр_катушки, то результат будет «довольно плохим», и вы действительно будете проводить только измерения, а не передачу мощности.

Длинный ответ

Для каждого элементарного контура в передающей катушке существует довольно простое уравнение для поля, которое первый создает в пространстве, и для ЭДС, создаваемой каждым элементарным контуром в приемной катушке. Суммируйте или проинтегрируйте по всем катушкам, чтобы получить общее количество.

Подсказка: геометрия остается проще, если катушки соосны, и еще проще, если они идентичны.

Еще одна подсказка: несколько быстрых измерений плоских катушек могут заменить поиск уравнений связи в Интернете. Представьте, что каждый соленоид состоит из небольшого количества плоских катушек, и вы получите огромное улучшение точности по сравнению с объемом работы по измерению.

Ищем формулу для расчета максимального индуцированного напряжения переменного тока в двух воздушных катушках рядом друг с другом.
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v