Что такое наведенное напряжение и чем оно опасно?
Возникновение наводки на воздушных линиях электропередачи и в электроустановках, связанных с ними, представляет опасность не меньшую, чем присутствие рабочего напряжения на них. Также данное явление возникает в бытовых условиях в сети 220 В, поэтому необходимо понимать природу возникновения и меры защиты от наведенного напряжения, о чем мы и поговорим далее.
- Причины возникновения
- В чем опасность явления?
- Наводка в квартире
Причины возникновения
Наведенное напряжение возникает на выведенной в ремонт и обесточенной воздушной линии электропередач (ВЛ), вследствие влияния на нее электромагнитного поля расположенной в непосредственной близости работающей электроустановки или другой ВЛ, которая находится под напряжением. Таким образом, ВЛ, которая проходит параллельно отключенной линии, наводит сторонний потенциал, который представляет существенную опасность для обслуживающей ремонтной бригады. Значение наведенного напряжения в проводе изменяется в зависимости от протяженности участка, на котором ВЛ идут параллельно, тока нагрузки и величины рабочего напряжения, отдаленности фазных проводов, метеорологических условий. Потенциал, который наведен на ВЛ, объединяет в себе два вида воздействия – электромагнитную и электростатическую составляющую:
- Электромагнитная часть появляется под действием магнитного поля, возникающего от протекания тока по работающей рядом ВЛ. Отличительной особенностью данной составляющей является то, что при заземлении даже в нескольких местах линии, она не изменяет свою величину. Единственное, что можно изменить с помощью заземлений – это расположение точки нулевого потенциала.
- Электростатическая часть, в отличие от электромагнитной, устраняется путем заземления линии в ее концах и в месте ведения работ. Снизить же величину наведенного напряжения возможно установив заземление хотя бы в единственной точке ВЛ.
Давайте рассмотрим подробнее, что это такое – наведенное напряжение и природу его возникновения.
Чтобы понять, как оно появляется, обратимся к фото, на котором изображен проводник:Имеется проводник, обозначенный на картинке как А-А. При протекании по нему переменного тока создается электромагнитное поле, интенсивность которого уменьшается по мере отдаления от проводника (на изображении можно заметить снижение яркости окраски). Также изменяются пульсации электромагнитного поля с изменением направления и величины тока. При попадании в поле любого другого проводника в нем индуцируется наведенное напряжение. Ниже на картинке показаны проводники с подключенными измерительными приборами для определения величины напряжения:
Какое значение считается опасным для персонала? Считается, что если на отключенной ВЛ присутствует наведенное напряжение и его значение не превышает 25 В, то ремонтные мероприятия производятся с применением обычных средств защиты. В случае превышения безопасной величины следует пользоваться специальными средствами защиты и выполнять технические мероприятия, обеспечивающие требуемую степень защиты от опасного воздействия наведенного потенциала.
Узнать о том, какие электрозащитные средства используют в установках выше 1000 Вольт, вы можете из нашей статьи!
В чем опасность явления?
Наведенное напряжение можно считать более опасным и коварным в отличие от рабочего в силу того, что на него никак не реагирует защитная аппаратура. Например, при попадании под него ремонтного персонала, работник будет находиться под опасным воздействием до момента освобождения от его влияния. А вот если на человека воздействует рабочее напряжение, то срабатывает защита и происходит автоматическое отключение, вследствие короткого замыкания.
Кстати, о коротком замыкании (КЗ). При КЗ в рабочей линии происходит наводка на отключенную ВЛ и многократное превышение тока, что, естественно, отражается на персонале, занятом ремонтом на отключенной ВЛ. Последствия могут быть весьма плачевными – от сильных ожогов, до протекания тока по жизненно важным органам с их поражением, вплоть до летального исхода. Поэтому не нужно пренебрегать правилами безопасности при проведении работ на отключенных ВЛ.
Что же делать в случае попадания человека под наведенное напряжение? Как избавиться от его воздействия? Необходимо устранить протекание тока через тело человека. Для этого понадобится соединить опасную часть электроустановки с «землей», набросив на нее заземление.
Наводка в квартире
Не считая ВЛ и электроустановок, наведенное напряжение может также возникать в квартире и в частном доме в сети 220 В. Так называемая «наводка» появляется в кабеле, проложенном опять же рядом с проводом, по которому протекает ток. Для примера приведем ситуацию, когда при выключенном выключателе на диодных лампочках появляется еле заметное свечение. Происходит это из-за того, что рядом с проводом, питающим лампы, проложен проводник с фазной жилой. А действие электромагнитного поля никто не отменял. Отсюда и возникает небольшая наводка, величины которой достаточно для того, чтобы «подсветить» светодиоды.
Еще один случай – это наводка в розетке. Возникает она, если произошел обрыв нулевого провода. Тогда при измерении индикатором на клеммах розетки получим две фазы. Но на самом деле, фазный провод как был один, так и останется, а «вторая фаза» пропадет, как только нулевой провод будет заново подключен.
С примером опасного влияния наводки вы можете ознакомиться на видео:
Реальный пример
Вот мы и рассмотрели, что такое наведенное напряжение, чем опасно это явление и какие меры защиты нужно предпринимать для того, чтобы обезопасить персонал от поражения электрическим током. Надеемся, предоставленная информация была для вас понятной и полезной!
Наверняка вы не знаете:
- Как защититься от электромагнитных излучений
- Средства защиты в электроустановках до 1000В
- Как найти место повреждения кабеля
Наведенное напряжение.
Причины возникновения и опасностьНаводка напряжения на линиях воздушной электропередачи возникает не так уж редко. Это наведенное напряжение также возникает в бытовых условиях и в электроустановках, связанных с линиями электропередач. Это явление создает такую же опасность для жизни человека, как и рабочее напряжение. Для того, чтобы правильно защитить себя от такого опасного явления, необходимо рассмотреть природу его появления.
Наведенное напряжение может появиться на воздушной линии электропередач, которая выведена в ремонт и отключена от питания, из-за воздействия на нее находящейся рядом действующей электроустановки, либо другой линии под напряжением. Действие оказывает не сама линия или электроустановка, а их электромагнитное поле.
Поэтому, воздушная линия, параллельно протянутая возле обесточенной линии, наводит внешний потенциал, представляющий большую опасность для ремонтного и обслуживающего персонала. Величина такого наведенного напряжения не является постоянной, и меняется в зависимости от длины участка линии, параллельной действующей, а также значения рабочего напряжения, тока нагрузки, удаленности фазных проводников, погодных условий.
Наведенное напряжение на линии электропередач разделяется по видам воздействия:
- Электромагнитная часть. Возникает вследствие воздействия магнитного поля, появляющегося от течения электрического тока по действующей линии электропередач. Особенностью и отличием такой составляющей является фактор того, что при заземлении линии в разных нескольких местах, электромагнитное влияние не исчезает и ее величина остается прежней. Влияет разве что нахождение точки нулевого потенциала.
- Электростатическая составляющая. Она отличается от электромагнитной тем, что исчезает путем подключения заземления на краях линии и в месте производства работы. Уменьшить значение наведенного напряжения можно путем заземления одной точки линии.
Разберемся, отчего возникает наводка, и каков его принцип действия. На рисунке изображен проводник А-А. При прохождении по нему переменного тока образуется электромагнитное поле, действие которого снижается по мере удаления от провода (окраска менее яркая).
Пульсации электромагнитного поля также изменяются при изменении величины электрического тока и его направления. Если в это поле попадает другой проводник, то в нем возникает наводка. На рисунке показаны провода с подсоединенными приборами измерения для контроля значения напряжения.
Необходимо определить, какая величина напряжения будет опасной для человека, обслуживающего линию электропередач. Принято считать, что наличие на отключенной воздушной линии наведенного напряжения не более 25 вольт, предполагает применение защитных мер обычного использования.
Если это значение будет превышено, то требуются специальные средства безопасности и осуществление мероприятий, создающих необходимую степень защиты от опасного действия потенциала напряжения. Такими мерами являются отключение заземления по концам линии, подключение заземления на рабочем участке воздушной линии, а также возможен разрез проводника на отдельные части.
Опасность наведенного напряженияЭто явление считается более опасным и уникальным в отличие от действующего рабочего напряжения, ввиду того, что защитные устройства на него не действуют. Если электромонтер попадет под наводку, то под его действием он будет находиться, пока не освободится от него. А при воздействии рабочего напряжения срабатывает устройство защиты и электричество автоматически отключается.
При коротком замыкании на действующей линии осуществляется наводка на обесточенную линию, и ток возрастает в несколько раз. Это оказывает опасное воздействие на ремонтный персонал, работающий на обесточенной линии передач. Последствия таких наведений напряжения бывают очень серьезными: сильные ожоги тела, поражения током важных органов, летальные исходы. Поэтому необходимо соблюдать правила безопасности при работах на выключенных линиях электропередач.
Наведенное напряжение может достигать несколько десятков киловольт. Иногда приходится работать одновременно в нескольких местах. Работая с вышки, ее обязательно необходимо заземлить. При этом нельзя забывать о выравнивании потенциала провода заземления и корзины вышки, с которой производится работа. При заземлении линии по ее концам, на участке работы напряжение может превысить допустимую величину, так как нулевой потенциал сместится в точку между заземлениями. Если возникла необходимость работы на линии в нескольких местах, то вся линия должна быть разделена на отдельные участки, электрически не связанные между собой. На таком участке можно приступить к ремонту, заземлившись в одной лишь точке.
Для гарантии безопасности необходимо устанавливать на рабочем месте два заземления. Случится что-нибудь с одним заземлением – подстрахует второе. Это особенно необходимо, если предстоит разъединить провод. До разъединения провода заземление следует устанавливать с обеих сторон от места предполагаемого разрыва с обязательным подсоединением их к одному заземлению.
Теперь можно разъединить шлейф, не опасаясь, что замкнете на себя уравнительный ток между концами провода. Заземлив линию в единственной точке на участке только на месте работы, можете быть уверены, что вашей жизни ничто не угрожает.
Нельзя забывать об основных мерах безопасности при осуществлении различных измерений на линии. Соединительные провода, вольтметр и рама разъединителя могут быть под напряжением, поэтому для безопасности необходимо перед измерением собрать схему измерений, а потом уже подключать ее к проводникам фаз.
Соединительные проводники должны иметь изоляцию, которая рассчитана на минимальное напряжение 1 кВ. Работники должны находиться в диэлектрических перчатках и ботах. Если при измерении напряжения будет нужно изменить пределы шкалы прибора, то сначала отключают от напряжения всю схему измерений от воздушной линии.
Наведенное напряжение в квартиреЯвление наводки напряжения кроме воздушных линий может возникать и в бытовых условиях в квартире, либо собственном доме в бытовой сети. Наводка возникает в кабеле, находящемся рядом с проводником, подключенным к бытовой сети. Рассмотрим это на примере.
При отключенном выключателе на лампах освещения, которые имеют в своей конструкции светодиоды, может появиться слабое свечение. Это явление образуется вследствие расположенного рядом проводника питания фазного напряжения. Поэтому при воздействии электромагнитного поля возникает наведенное напряжение, хотя и незначительное, но достаточное для слабого свечения светодиодов.
Другим примером может служить наведенное напряжение в розетке. Она появляется в том случае, если образовался обрыв провода ноля. При этом, измеряя индикатором в розетке напряжение, обнаруживаются две фазы. На самом деле фаза одна. Вторая фаза исчезнет после устранения обрыва нулевого проводника.
Похожие темы:
- Ток и напряжение. Виды и правила. Работа и характеристики
- Электромагнитное излучение. Виды и применение. Влияние
- Атмосферное электричество. Виды и особенности. Явления
- Активная и реактивная мощность. За что платим и работа
- Виды статического электричества. Возникновение и удаление статики
- Мощность электрического тока. Виды и работа. Особенности
- Шаговое напряжение. Виды и работа. Применение и особенности
- Качество электроэнергии. Показатели и характеристики. Факторы
- Электричество. Электрический ток
- Компенсация реактивной мощности. Виды и нагрузки
- Капельница Кельвина. Устройство и работа. Особенности
- Электрофорная машина. Устройство и работа. Особенности
- Генератор Маркса. Работа и применение. Особенности
- Генератор Тестатика. Устройство и работа. Особенности
- Трибоэлектрический эффект. Принцип действия и особенности
- Поверхностный эффект. Характеристики и применение
- Электризация тел. Виды и свойства. Применение и особенности
- Магнитострикция. Свойства и применение. Особенности
- Электродинамика и электростатика. Законы и особенности
- Ток утечки. Причины появления и протекания. Параметры
VL — Группа V5 — Каталоги в формате PDF | Техническая документация
Добавить в избранное
{{requestButtons}}
Выдержки из каталога
ПРОМЫШЛЕННЫЙ КОНТРОЛЬ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ ИНДУКТИВНЫЕ ДАТЧИКИ ПРИБЛИЖЕНИЯ СЕРИЯ
Машинное зрение ■ Промышленная автоматизация ■ Безопасность Группа индуктивных датчиков V5 Линейки: • AC DC Индуктивные датчики приближения • DC High Voltage In индуктивные датчики приближения • DC Индуктивные датчики приближения • Индуктивные датчики приближения DC Mini-Shorter • Индуктивные датчики приближения DC Ultra-Mini • Индуктивные датчики приближения Namur • Индуктивные датчики приближения высокого давления • Высокотемпературные индуктивные датчики приближения Страница | 2 ДАТЧИКА ПРИБЛИЖЕНИЯ | ИНДУКТИВНЫЕ ДАТЧИКИ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
РУКОВОДСТВО ПО ВЫБОРУ Надежная конструкция датчика для промышленного применения.
Наши индуктивные бесконтактные датчики выделяются своей прочностью и надежностью в суровых условиях. Поскольку они обеспечивают высокое качество сигнала, температурную стабильность, устойчивость к ударам и вибрациям, а также невосприимчивость к грязи и влажности, эти датчики были разработаны для использования в большом списке промышленных приложений, где требуются задачи с высокой стабильностью.Индуктивные бесконтактные датчики работают с использованием L/C резонансного генератора, который генерирует с помощью катушки, расположенной в открытом сердечнике, высокочастотное переменное электромагнитное поле. Это поле появляется из актива переключателя. Когда электропроводящий материал (например, стальной лист) попадает в электромагнитное поле, возникает индуцированный вихревой ток. Этот вихревой ток извлекает энергию из резонансного контура L/C в переключателе и вызывает уменьшение амплитуды колебаний. Это уменьшение амплитуды преобразуется соответствующей электронной схемой…
Гистрезис Направление движения ГИСТЕРЕЗИС — это перемещение цели между точкой включения и точкой Это расстояние необходимо для того, чтобы переключатель мог правильно обнаружить цель и снизить вероятность ложных срабатываний Кривые срабатывания Бесконтактный переключатель Ток утечки Утечка ток протекает через бесконтактные выключатели, даже когда выход выключен. Из-за этого оставшееся напряжение в нагрузке может привести к случайному срабатыванию или вибрации, в зависимости от нагрузки. Если это произойдет, подключите стабилизирующий резистор параллельно нагрузке, чтобы уменьшить остаточное напряжение…
Установка для нормального рабочего расстояния Из-за возможных помех электромагнитных полей, генерируемых генераторами, требуется минимальное расстояние между соседними или противоположными «активными поверхностями» бесконтактных выключателей. ЭКРАНИРОВАННЫЙ МОНТАЖ: «Активная поверхность» может быть заподлицо с металлом, в котором установлен переключатель, см. рисунок «Экранированный монтаж». НЕЭКРАНИРОВАННЫЙ МОНТАЖ: «Активная поверхность» должна иметь свободную зону, в которой нет металла, см. рисунок « Монтаж без экрана» МОНТАЖ ПРОТИВОПОЛОЖНЫМ : При монтаже бесконтактных датчиков таким образом, когда датчики приближения расположены друг напротив друга, возникает…
ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ-«ИЛИ* ФУНКЦИЯ 10-30 В постоянного тока Синий Выходной сигнал Выходной сигнал Выходной сигнал mСОЕДИНЕНИЕ ПО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМУ СОЕДИНЕНИЮ -«И» ФУНКЦИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ ПОДКЛЮЧЕНИЕ-«ФУНКЦИЯ ИЛИ» Выходной сигнал Выходной сигнал Выходной сигнал Выходной сигнал Выходной сигнал Выходной сигнал Логические функции с постоянным током Датчики приближения: автономные датчики приближения могут быть подключены к четырем датчикам с выходами NPN и PNP. Примите во внимание накопленное падение напряжения на датчик, добавленный в последовательную цепочку. НЕТ. Датчики: Функция «И» (все датчики выполнены: «Нагрузка включена») Датчики Н.З.: Функция «НЕ-ИЛИ» (любой датчик открыт: нагрузка «отключена») Страница | 7 БЛИЗОСТЬ…
2-проводные бесконтактные датчики постоянного тока Устройства работают точно так же, как механические выключатели, с последовательно подключенными нагрузками. Их можно использовать на входах ПЛК, как реле. Следует учитывать влияние минимального тока нагрузки, тока утечки и падения напряжения. В состоянии «ВЫКЛ» через внешнюю нагрузку протекает только ток утечки (ток без нагрузки). В состоянии «ON» выходной транзистор усилителя проводит. Между соединениями бесконтактного выключателя теперь есть падение напряжения, создаваемое внутренним Z-диодом (<6 В), и это должно быть учтено в течение...
Тип выхода DC pnp Бесконтактные датчики с выходом DC PNP разработаны со следующей выходной схемой. В Н.О. Работа без статуса считывания, транзистор находится в выключенном режиме, с состоянием считывания транзистор находится в режиме ВКЛ, так как ток нагрузки проходит через транзистор; В режиме Н.
З. работа обратная в Н.О. Операция. Когда ток нагрузки превышает 200 мА (емкостный бесконтактный переключатель превышает 300 мА), активируется схема защиты от короткого замыкания нагрузки. Ток нагрузки, 200 мА, емкостный бесконтактный переключатель протестирован в…Эти бесконтактные выключатели используются в качестве вспомогательных устройств для нагрузок, работающих на переменном токе, таких как реле, контакторы, соленоиды и т. д. Твердотельный выход позволяет использовать бесконтактные выключатели непосредственно на линии последовательно с соответствующей нагрузкой. Таким образом, они заменяют механические концевые выключатели без изменения схемы, когда рабочая скорость или условия окружающей среды требуют применения полупроводниковых бесконтактных переключателей. Эти бесконтактные переключатели обычно доступны в диапазоне напряжений от 20 до 250 В переменного или постоянного тока. Все модели доступны с нормально открытым (НО) нормально открытым…
ЗАЩИТА ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ PTC При возникновении короткого замыкания PTC, включенный последовательно с переключающим транзистором и нагрузкой, нагревается и приобретает значение сопротивления, в десятки раз превышающее нормальное. Это предотвращает работу переключателя. Как только короткое замыкание будет устранено и схема защиты остынет, выключатель снова полностью заработает. Падение напряжения такого бесконтактного переключателя составляет <3 В. ИМПУЛЬСНАЯ ЗАЩИТА ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В случае перегрузки или короткого замыкания выходной транзистор быстро включается и выключается. Это проверяет, было ли короткое замыкание удалено или нет. Этот вид бесконтактных выключателей...
Словарь терминов датчиков приближения • Расстояние обнаружения — физически измеренное расстояние от конкретного датчика до конкретной цели. Существуют три конкретных определения расстояния срабатывания: Эффективное расстояние срабатывания (Sr) — рабочий диапазон датчика, измеренный при номинальном напряжении и температуре. Нормальное расстояние обнаружения (Sn) — расстояние, на котором датчик предназначен для обнаружения стандартной цели при номинальном напряжении и температуре. Usable Sensing Distance(Su) — расстояние, на котором конкретный датчик должен обнаруживать стандартную цель при рабочей температуре и предельных значениях напряжения. ..
Все каталоги и технические брошюры V5 Group
VC-EZ72-V1P2-00A
6 страниц
VC-EM36-NIP5-00
6 страниц
V5 Брошюра о продукте
13 страниц
V5 Group КАТАЛОГ ПРОДУКЦИИ ДЛЯ БЕЗОПАСНОСТИ
8 страниц
8-дюймовый защищенный планшет
5 страниц
M12
12 страниц
VLQ18
8 страниц
Защищенный планшет с диагональю 11,6 дюйма | 3012-11
5 страниц
Машинное зрение
3 страницы
Контроль качества машинного зрения
3 страницы
Каталог товаров для обеспечения безопасности
8 страниц
Сравнить
Удалить все
Сравнить до 10 продуктов
Обзор уравнений индуктивности и их применение в схемотехнике
Ключевые выводы
«Генри» — это измерение индуктивности или сопротивления изменениям потока.
Отношение индуцированной электромагнитной силы или напряжения к скорости изменения тока равно индуктивности.
Катушка индуктивности влияет на протекание тока, но общий эффект зависит от размера катушки индуктивности и частоты в этой точке.
Хотя первый закон движения сэра Исаака Ньютона называется законом инерции, Галилей изначально разработал концепцию инерции. Во время своих исследований влияния трения Галилей поставил две рампы друг напротив друга и затем наблюдал, как мяч катится по одной плоскости и поднимается по другой почти на одинаковую высоту. Гладкая поверхность рампы позволяла мячу катиться выше. Учитывая то, что он наблюдал, Галилей пришел к выводу, что устранение трения позволит мячу достичь своей первоначальной высоты.
Ньютон расширил теорию Галилея, показав, что объекту не требуется сила, чтобы оставаться в движении. Без трения, выступающего в качестве силы, действующей на объект, движение продолжалось бы с той же скоростью и направлением.
Насколько мне известно, ни Галилей, ни Ньютон не стали инженерами-электриками. Если бы это было так, мир сегодня мог бы быть совсем другим. Тем не менее их работа заложила основу для наших исследований уравнений индуктивности.
Измерение индуктивности
В машиностроении инерция определяется массой, противодействующей изменению скорости. Индуктивность противодействует изменению тока в электрической цепи. Количество силы, необходимой для запуска или остановки тока, больше, чем количество энергии, затраченной на поддержание тока.
Каждый проводящий путь в цепи имеет определенную индуктивность и встречный ток. Мы измеряем величину индуктивности — или сопротивление изменениям потока — в «генри». Названный в честь Джозефа Генри, генри (ч) является производной единицей измерения индуктивности в системе СИ. В базовых единицах СИ один генри равен одному килограмму на метр в квадрате на секунду в квадрате на ампер в квадрате или:
кг. м/с2 x A2
Один килограмм-метр в секунду равен одному ньютону-секунде или единице импульса в системе СИ. В электронике индуктивность измеряется в миллигенри (мГн) или микрогенри (мкГн).
Уравнения индуктивности
Катушка индуктивности обладает свойством индуктивности и накапливает энергию в магнитном поле. Переменный ток, протекающий через контур или катушку, индуцирует напряжение или ЭДС в одном из проводов катушки. Поскольку количество тока увеличивается и уменьшается, магнитное поле также увеличивается и уменьшается. Поскольку магнитное поле образует концентрические петли вокруг провода, петли соединяются, образуя более крупные петли, окружающие катушку. Увеличение тока в одном витке катушки заставляет магнитное поле расширяться и пересекать другие витки провода и индуцировать напряжение в петлях.
Разрезание круглой петли проводящего провода и подача тока в зазор создает плотность магнитного потока (Φ), которая проникает через поверхность, окруженную током. Закон индукции Фарадея описывает эффект индуктивности контура, показывая, что любое изменение магнитного поля индуцирует напряжение в проводниках. Значение индуктивности равно отношению индуцированной электромагнитной силы или напряжения к скорости изменения тока. Напряжение имеет наибольшее значение при изменении во времени (t).
Использование закона Фарадея больше не может быть сознательным выбором, но
количество напряжения, создаваемого одной катушкой. В форме уравнения ЭДС равна:
N = ΔΦ/Δt
Увеличение частоты или увеличение числа витков в катушке увеличивает величину индуцированного напряжения. Другая форма уравнения рассматривает значение с точки зрения наведенного напряжения:
Индуктивное напряжение (VL) = значение индуктивности (L) в генри, умноженное на скорость изменения в амперах в секунду (di/dt) или VL = L x di/dt
Когда мы рассматриваем генри в терминах электричества, один генри равен значению индуктивности, необходимой для индукции одного вольта, когда ток (i) в катушке изменяется со скоростью (t) один ампер в секунду. Уравнение говорит нам, что ток изменяется и вызывает нарастание силы на катушке индуктивности, работающей против инерции катушки индуктивности. Без устойчивого изменения тока сила не может увеличиваться.
Добавление знака минус к исходному уравнению показывает, что ЭДС создает ток и магнитное поле, противодействующее любому изменению потока:
-N x ΔΦ/Δt
к нему как закон Ленца. Индукция противодействует и замедляет любые изменения. Ленц говорит нам, что индуцированный ток имеет направление, вызывающее магнитное поле, и противостоит изменению магнитного поля, вызывающему ток. Самоиндукция или самоиндукция напряжения возникает при изменении тока в токопроводящем проводе. Магнитное поле, создаваемое изменяющимся током, самоиндуцирует напряжение в цепи.
При приложении напряжения к проводнику вокруг проводника создается магнитное поле. Увеличение магнитного поля предотвращает протекание тока в тот же момент, когда подается напряжение. Когда магнитное поле стабилизируется, течет ток. Удаление источника тока вызывает коллапс магнитного поля и генерацию силы, поддерживающей течение тока в том же направлении.
Хотя индуктор влияет на протекание тока, общий эффект зависит от размера индуктора и частоты в этой точке. Уменьшение тока происходит при большой катушке индуктивности или высоких частотах. Больше тока происходит с меньшими индукторами или более низкими частотами. Буква L представляет катушки индуктивности в уравнениях и принципиальных схемах.
Последовательное подключение двух катушек индуктивности дает эквивалентную индуктивность (Leq), которая равна сумме двух индуктивностей:
Leq — L1 + L2
При последовательном соединении двух катушек ток уменьшается до значения, меньшего из катушек индуктивности. позволит течь. Из-за этого фактора эквивалентная индуктивность изменяется на:
Leq = L1 + L2 ≈ L2
Параллельное размещение двух катушек индуктивности дает эквивалентную катушку индуктивности, которая равна произведению двух катушек индуктивности, деленному на сумму двух катушек индуктивности:
Leq = L1L2 / L1 + L2
Поскольку индуктивность изменяет ток, она также вызывает рассеивание мощности, которое мы измеряем как индуктивное реактивное сопротивление в омах. Конечным результатом индуктивного реактивного сопротивления является уменьшение тока. Как показывает следующее уравнение, индуктивное сопротивление (XL) зависит от частоты (f) и величины катушки индуктивности (L):
XL = 2πfL
Взаимная индуктивность
Магнитный поток, проходящий через цепь, влияет на ток в этой цепи вместе с токами в цепях, расположенных вблизи первой цепи. Когда магнитное поле, создаваемое первой цепью, пересекает проводник в следующей цепи, оно создает ток. Одно магнитное поле существует для исходной цепи, а другое магнитное поле существует для следующей цепи. Оба поля остаются пропорциональными току, создавшему каждое из них.
Когда течет ток, два магнитных поля взаимодействуют и — благодаря взаимной индуктивности — становятся одним полем, на одну часть которого влияет первый ток, а на другую часть — второй ток. Величина взаимной индуктивности зависит от геометрического расположения цепей. Размещение цепей дальше друг от друга уменьшает величину взаимной индуктивности.
Следовое количество
Паразитная индуктивность может создавать различные проблемы в высокоскоростных цепях. Проблемы с паразитной индуктивностью могут возникать из-за выводов компонентов и дорожек печатной платы, вызывая проблемы с целостностью сигнала. Эти проблемы проявляются в виде перекрестных помех, помех и электромагнитных помех, вызванных наведенными токами.
Несмотря на то, что выводы или дорожки имеют небольшую физическую площадь и создают небольшую паразитную индуктивность, изменения тока могут генерировать высокое напряжение. Паразитная индуктивность, расположенная вдоль дорожки печатной платы, увеличивает воздействие любого всплеска напряжения, вызванного импульсными источниками питания.
Следующее уравнение показывает величину индуктивности в микрогенри для вывода компонента диаметром 0,15 дюйма и длиной 1/4 дюйма. В этом уравнении мы будем использовать натуральное логарифмическое основание e (ln) в качестве множителя. Натуральная логарифмическая база e — это иррациональное число e ≈ 2,718.
µh = 0,00508 x длина {[ln x 2 x длина/радиус] — 0,75} или
µh = 0,00508 x 0,25 x {[2,718268237 (2 x 0,25 / 0,075] — 0,75} или
мкГн = 0,00127 x 17,86
мкГн = 0,022
След длиной один дюйм и шириной 10 мил, который простирается на 10 мил над плоскостью, имеет еще меньшую величину индуктивности. как:
Хотя обе величины паразитной индуктивности кажутся небольшими, нарастающий ток воздействует на цепь, вызывая значительный всплеск напряжения. Паразитная индуктивность также влияет на целостность сигнала. Например, следовая индуктивность на неинвертирующем входе высокоскоростной операционный усилитель может вызывать колебания низкого уровня.Кроме того, паразитная индукция при подключении конденсатора фильтра к печатной плате может уменьшить эффект фильтрации конденсатора на высоких частотах или привести к формированию несоответствий импеданса и вызвать отражения.
Уменьшение паразитной индукции в схемотехнике начинается с уменьшения эквивалентной площади контура, покрываемой дорожками. Прокладка чувствительных дорожек между плоскостями питания и заземления не позволяет электромагнитным помехам от сигналов на одном уровне индуцировать сигналы на другом уровне печатной платы.
Чтобы узнать больше об уравнениях индуктивности или найти идеальный компонент для вашей схемы, посетите обзорную страницу Cadence PCB Design and Analysis. Передовые компоновочные решения Allegro PCB Designer от Cadence упростят любой проект в области электроники.
Если вы хотите узнать больше о том, какое решение у Cadence есть для вас, обратитесь к нам и нашей команде экспертов.
Решения Cadence PCB — это комплексный инструмент для проектирования от начала до конца, позволяющий быстро и эффективно создавать продукты. Cadence позволяет пользователям точно сократить циклы проектирования и передать их в производство с помощью современного отраслевого стандарта IPC-2581.