Kopling induktor

Dalam tutorial sebelumnya, kita mulai dengan Memahami Induktor dan Bekerja, sekarang saatnya menjelajahi berbagai kombinasi Induktor. Dalam elektronik, Induktor adalah komponen yang paling umum digunakan setelah kapasitor dan resistor, yang digunakan dalam kombinasi yang berbeda untuk aplikasi yang berbeda. Kami juga menggunakan induktor untuk membuat detektor logam dan mengukur nilai induktor menggunakan teknik yang berbeda, semua tautan diberikan di bawah ini:

• LC Meter menggunakan Arduino: Mengukur Induktansi dan Frekuensi
• Cara mengukur nilai Induktor atau Kapasitor menggunakan Osiloskop
• Sirkuit Detektor Logam Sederhana
• Detektor Logam Arduino

Apa itu sirkuit berpasangan?

Kombinasi komponen bersama-sama untuk membuat sirkuit berpasangan. Arti dari rangkaian berpasangan adalah bahwa transfer energi terjadi dari satu rangkaian ke rangkaian lainnya ketika salah satu rangkaian diberi energi. Komponen utama dalam rangkaian elektronik digabungkan baik secara konduktif atau elektromagnetik.

Namun, dalam tutorial ini, kopling elektromagnetik dan kombinasi induktor, seperti induktor dalam kombinasi seri atau paralel akan dibahas.

Induktansi Reksa

Pada artikel sebelumnya, kita membahas induktansi diri induktor dan parameternya. Selama operasi terkait induktansi diri, tidak ada induktansi timbal balik yang terjadi.

Ketika laju perubahan arus terjadi, tegangan diinduksi di dalam kumparan. Yang selanjutnya dapat ditunjukkan menggunakan rumus di bawah ini di mana,

V (t) adalah tegangan induksi di dalam kumparan, i Apakah arus yang mengalir melalui kumparan, dan induktansi kumparan adalah L.

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

Kondisi di atas hanya berlaku untuk elemen rangkaian terkait induktansi sendiri di mana dua terminal ada. Dalam kasus seperti itu, tidak ada induktansi timbal balik yang dimasukkan ke dalam pesanan.

Sekarang, pada skenario yang sama, jika dua kumparan ditempatkan dalam jarak dekat, kopling induktif akan terjadi.

Pada gambar di atas, dua kumparan ditampilkan. Kedua kumparan ini sangat dekat satu sama lain. Karena arus i1 mengalir melalui kumparan L1, fluks magnet diinduksi yang kemudian akan ditransfer ke kumparan L2 lainnya.

Pada gambar di atas, rangkaian yang sama sekarang dibungkus rapat dengan bahan inti sehingga kumparannya tidak bisa bergerak. Karena materialnya adalah inti magnet, ia memiliki permeabilitas. Dua kumparan terpisah sekarang digabungkan secara magnetis. Menariknya, jika salah satu kumparan menghadapi laju perubahan arus, kumparan lainnya akan menginduksi tegangan yang berbanding lurus dengan laju perubahan arus pada kumparan lainnya.

Oleh karena itu, ketika sumber tegangan V1 diterapkan pada kumparan L1, arus i1 akan mulai mengalir melalui L1. Laju perubahan arus menghasilkan fluks yang mengalir melalui inti magnet dan menghasilkan tegangan pada kumparan L2. Laju perubahan arus di L1 juga mengubah fluks yang selanjutnya dapat memanipulasi tegangan induksi di L2.

The tegangan induksi di L2 dapat dihitung di bawah formulasi

V ₂ = M {di ₁ (t) / dt}

Dalam persamaan di atas, ada entitas yang tidak diketahui. Itulah M. Ini karena, induktansi timbal balik bertanggung jawab atas tegangan yang diinduksi bersama dalam dua rangkaian independen. M ini , induktansi timbal balik adalah koefisien proporsionalitas.

Sama untuk kumparan pertama L1, tegangan yang diinduksi bersama karena induktansi timbal balik untuk kumparan pertama dapat -

V ₂ = M {di ₂ (t) / dt}

Sama seperti induktansi, induktansi timbal balik juga diukur dalam Henry. Nilai maksimum induktansi timbal balik dapat menjadi √L ₁ L ₂. Karena induktansi menginduksi tegangan dengan laju perubahan arus, induktansi timbal balik juga menginduksi tegangan, yang disebut tegangan bersama M (di / dt). Tegangan timbal balik ini bisa positif atau negatif yang sangat bergantung pada konstruksi fisik kumparan dan arah arusnya.

Konvensi DOT

The Convention Dot adalah alat penting untuk menentukan polaritas tegangan yang saling induksi. Seperti namanya, tanda titik yang berbentuk lingkaran merupakan simbol khusus yang digunakan pada ujung dua lilitan pada rangkaian yang saling bergandengan. Titik ini juga memberikan informasi tentang konstruksi belitan di sekitar inti magnetnya.

Di sirkuit di atas, dua induktor yang saling digabungkan ditampilkan. Kedua induktor ini memiliki induktansi sendiri L1 dan L2.

Tegangan V1 dan V2 yang dikembangkan melintasi induktor adalah hasil dari arus yang masuk ke induktor pada terminal bertitik. Dengan mengasumsikan bahwa induktansi timbal balik dari kedua induktor tersebut adalah M, Tegangan induksi dapat dihitung menggunakan rumus di bawah ini,

Untuk induktor pertama L1, tegangan yang diinduksi akan menjadi -

V ₁ = L ₁ (di ₁ / dt) ± M (di ₂ / dt)

Rumus yang sama dapat digunakan untuk menghitung tegangan induksi dari Induktor kedua, V ₂ = L ₂ (di ₂ / dt) ± M (di ₁ / dt)

Oleh karena itu, rangkaian berisi dua jenis tegangan induksi, tegangan induksi karena induktansi sendiri dan tegangan induksi timbal balik karena induktansi timbal balik. Tegangan yang diinduksi tergantung pada induktansi sendiri dihitung menggunakan rumus V = L (di / dt) yang positif, tetapi tegangan yang diinduksi bersama dapat menjadi negatif atau positif tergantung pada konstruksi belitan serta aliran arus. Penggunaan titik merupakan parameter penting untuk menentukan polaritas tegangan yang diinduksi bersama ini.

Dalam rangkaian berpasangan di mana dua terminal memiliki dua kumparan yang berbeda dan ditandai secara identik dengan titik-titik, maka untuk arah arus yang sama yang relatif terhadap terminal sejenis, fluks magnet diri dan induksi timbal balik di setiap kumparan akan bertambah bersama.

Koefisien Kopling

Koefisien kopling induktor adalah parameter penting untuk rangkaian berpasangan untuk menentukan jumlah kopling antara kumparan yang digabungkan secara induktif. The koefisien kopling dinyatakan oleh huruf K.

Rumus koefisien kopling adalah K = M / √L ₁ + L ₂ dimana L1 adalah induktansi diri dari kumparan pertama dan L2 adalah induktansi diri dari kumparan kedua.

Dua sirkuit yang digabungkan secara induktif dihubungkan menggunakan fluks magnet. Jika seluruh fluks dari satu induktor digabungkan atau dihubungkan, induktor lainnya disebut kopling sempurna. Selama situasi ini, K dapat dinyatakan sebagai 1 yang merupakan bentuk pendek dari kopling 100%. Koefisien kopling akan selalu lebih kecil dari satu dan nilai maksimum koefisien kopling bisa 1 atau 100%.

Induktansi timbal balik sangat bergantung pada koefisien kopling antara dua rangkaian koil yang digabungkan secara induktif. Jika koefisien kopling semakin tinggi maka induktansi timbal balik akan semakin tinggi, sebaliknya jika koefisien kopling lebih rendah maka akan sangat menurunkan induktansi timbal balik pada rangkaian kopling. Koefisien kopling tidak boleh angka negatif dan tidak bergantung pada arah arus di dalam kumparan. Koefisien kopling tergantung pada bahan inti. Dalam bahan inti besi atau ferit, koefisien kopling bisa sangat tinggi seperti 0,99 dan untuk inti udara, bisa serendah 0,4 hingga 0,8 tergantung pada ruang antara dua kumparan.

Induktor dalam Kombinasi Seri

Induktor dapat ditambahkan bersama secara seri. Ada dua cara untuk menghubungkan induktor secara seri, dengan menggunakan Metode Aiding atau dengan menggunakan Metode Oposisi.

Pada gambar di atas, dua jenis koneksi seri ditampilkan. Untuk yang pertama di sisi kiri, induktor dihubungkan secara seri dengan Metode Aiding. Dalam metode ini, arus yang mengalir melalui dua induktor searah. Saat arus mengalir ke arah yang sama, fluks magnet diri dan induksi timbal balik akan berakhir saling terkait dan bertambah.

Oleh karena itu, induktansi total dapat dihitung menggunakan rumus di bawah ini-

_Persamaan L = L ₁ + L ₂ + 2M

Dimana, L _eq adalah induktansi ekuivalen total dan M adalah induktansi timbal balik.

Untuk gambar kanan, Koneksi Oposisi ditampilkan. Dalam kasus seperti itu, arus yang mengalir melalui induktor berlawanan arah. Oleh karena itu, induktansi total dapat dihitung menggunakan rumus di bawah ini, _Persamaan L = L ₁ + L ₂ - 2M

Dimana, L _eq adalah induktansi ekuivalen total dan M adalah induktansi timbal balik.

Induktor dalam Kombinasi Paralel

Sama seperti kombinasi induktor seri, kombinasi paralel dua induktor dapat menjadi dua jenis, dengan menggunakan metode bantu dan dengan menggunakan metode oposisi.

Untuk Metode Pembantu, seperti yang terlihat pada gambar kiri, konvensi titik dengan jelas menunjukkan bahwa aliran arus melalui induktor searah. Untuk menghitung induktansi total, rumus di bawah ini bisa sangat membantu. Dalam kasus seperti itu, medan elektromagnetik yang diinduksi sendiri dalam dua kumparan memungkinkan ggl yang diinduksi bersama.

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

Untuk Metode Oposisi, induktor dihubungkan secara paralel dengan arah yang berlawanan satu sama lain. Dalam kasus seperti itu, induktansi timbal balik menciptakan tegangan yang berlawanan dengan EMF yang diinduksi sendiri. Induktansi ekuivalen dari rangkaian paralel dapat dihitung menggunakan rumus di bawah ini-

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

Aplikasi Induktor

Salah satu penggunaan terbaik dari induktor yang digabungkan adalah dalam pembuatan transformator. Trafo menggunakan induktor berpasangan yang dililitkan di sekitar inti besi atau ferit. Trafo yang ideal memiliki kerugian nol dan koefisien kopling seratus persen. Selain trafo, induktor berpasangan juga digunakan pada konverter sepic atau flyback. Ini adalah pilihan yang sangat baik untuk mengisolasi input primer dengan output sekunder dari catu daya dengan menggunakan induktor atau transformator yang digabungkan.

Selain itu, induktor yang digabungkan juga digunakan untuk membuat sirkuit disetel tunggal atau ganda di sirkuit pemancar atau penerima radio