Cuộn cảm song song

Cuộn cảm song song là gì? Cuộn cảm được cho là được kết nối với nhau song song khi cả hai cực của chúng được kết nối tương ứng với mỗi cực của cuộn cảm hoặc cuộn cảm khác

Việc giảm điện áp trên tất cả các cuộn cảm song song sẽ giống nhau. Sau đó, cuộn cảm song song có điện áp chung trên chúng và trong ví dụ của chúng tôi bên dưới điện áp trên cuộn cảm được đưa ra là:

L1  = V L2  = V L3  = V AB, v.v.

Trong mạch sau khi cuộn cảm 1 , 2 và 3 đều kết nối với nhau song song giữa hai điểm A và B .

Cuộn cảm trong mạch song song

Cuộn cảm song song

Trong hướng dẫn loạt cuộn cảm trước đây, chúng ta đã thấy rằng tổng độ tự cảm, L T của mạch bằng tổng của tất cả các cuộn cảm riêng lẻ được cộng lại với nhau. Đối với cuộn cảm song song thì độ tự cảm mạch tương đương L T được tính khác nhau.

Tổng dòng điện riêng lẻ chạy qua từng cuộn cảm có thể được tìm thấy bằng Định luật hiện tại của Kirchoff (KCL) trong đó, I T = I 1 + I 2 + I 3 và chúng ta biết từ các hướng dẫn trước đây về độ tự cảm mà emf tự cảm ứng trên một cuộn cảm được cho là: V = L di / dt

Sau đó, bằng cách lấy các giá trị của các dòng điện riêng lẻ chạy qua từng cuộn cảm trong mạch của chúng ta ở trên và thay thế dòng i cho i 1 + i 2 + i 3 , điện áp trên tổ hợp song song được đưa ra là:

Phương trình cuộn cảm song song

Bằng cách thay thế di / dt trong phương trình trên bằng v / L sẽ cho:

Phương trình cuộn cảm song song thay thế

Chúng ta có thể giảm nó để đưa ra biểu thức cuối cùng để tính tổng độ tự cảm của mạch khi nối các cuộn cảm song song và điều này được đưa ra như sau:

Phương trình cuộn cảm song song

Phương trình cuộn cảm song song

Ở đây, giống như các tính toán cho điện trở song song, giá trị đối ứng ( 1 / Ln ) của các cuộn cảm riêng lẻ được cộng lại với nhau thay vì chính các cuộn cảm. Nhưng một lần nữa như với các cuộn cảm được nối tiếp, phương trình trên chỉ đúng khi có độ tự cảm lẫn nhau của NO NO, hoặc từ tính giữa hai hoặc nhiều cuộn cảm, (chúng được cách ly với nhau). Khi có khớp nối giữa các cuộn dây, tổng độ tự cảm cũng bị ảnh hưởng bởi lượng khớp nối.

Phương pháp tính toán này có thể được sử dụng để tính toán bất kỳ số lượng điện cảm riêng lẻ nào được kết nối với nhau trong một mạng song song. Tuy nhiên, nếu chỉ có hai cuộn cảm riêng lẻ song song thì có thể sử dụng công thức đơn giản và nhanh hơn nhiều để tìm tổng giá trị điện cảm và đây là:

giá trị điện cảm

Một điểm quan trọng cần nhớ về cuộn cảm trong các mạch song song, tổng độ tự cảm ( L T ) của bất kỳ hai hoặc nhiều cuộn cảm được nối với nhau song song sẽ luôn là LESS so với giá trị của cuộn cảm nhỏ nhất trong chuỗi song song.

Cuộn cảm trong ví dụ song song số 1
Ba cuộn cảm lần lượt là 60mH, 120mH và 75mH, được kết nối với nhau theo cách kết hợp song song không có độ tự cảm lẫn nhau giữa chúng. Tính tổng độ tự cảm của tổ hợp song song tính bằng millihenries.

Cuộn cảm

Các cuộn cảm được ghép song song

Khi cuộn cảm được kết nối song song với nhau để từ trường của một liên kết với nhau, hiệu ứng của độ tự cảm lẫn nhau làm tăng hoặc giảm tổng độ tự cảm tùy thuộc vào lượng khớp nối từ tồn tại giữa các cuộn dây. Ảnh hưởng của độ tự cảm lẫn nhau này phụ thuộc vào khoảng cách giữa các cuộn dây và hướng của chúng với nhau.

Các cuộn cảm được kết nối song song song song có thể được phân loại thành cuộn cảm ứng hoặc đối lập với nhau, tổng độ tự cảm với các cuộn dây được kết nối song song làm tăng tổng độ tự cảm tương đương và cuộn dây đối diện song song làm giảm tổng độ tự cảm tương đương so với cuộn dây có độ tự cảm tương đương.

Các cuộn dây song song được ghép lẫn nhau có thể được hiển thị như được kết nối trong một cấu hình hỗ trợ hoặc đối lập bằng cách sử dụng các dấu chấm phân cực hoặc các dấu phân cực như dưới đây.

Cuộn cảm song song

Cuộn cảm song song

Điện áp trên hai cuộn cảm hỗ trợ song song ở trên phải bằng nhau vì chúng song song nên hai dòng điện, i 1 và i 2 phải khác nhau để điện áp trên chúng giữ nguyên. Sau đó, tổng độ tự cảm, L T cho hai cuộn cảm hỗ trợ song song được đưa ra là:

cuộn cảm hỗ trợ song song

Nếu hai cuộn cảm đều bình đẳng và các khớp nối từ là hoàn hảo như trong một mạch hình xuyến, sau đó điện cảm tương đương của hai cuộn cảm song song là L là L T = L 1 = L 2 = M . Tuy nhiên, nếu độ tự cảm lẫn nhau giữa chúng bằng 0, thì độ tự cảm tương đương sẽ là L ÷ 2 giống như đối với hai cuộn cảm tự cảm song song.

Nếu một trong hai cuộn dây bị đảo ngược so với cuộn dây kia, thì chúng ta sẽ có hai cuộn cảm đối diện song song và cuộn cảm lẫn nhau, M tồn tại giữa hai cuộn dây sẽ có hiệu ứng hủy trên mỗi cuộn dây thay vì hiệu ứng hỗ trợ như dưới đây .

Các cuộn cảm đối diện song song

Các cuộn cảm đối diện song song

Sau đó, tổng độ tự cảm, L T cho hai cuộn cảm đối diện song song được đưa ra là:

hai cuộn cảm đối diện song song

Lần này, nếu hai cuộn cảm có giá trị bằng nhau và khớp nối từ là hoàn hảo giữa chúng, thì độ tự cảm tương đương và cả emf tự cảm ứng trên các cuộn cảm sẽ bằng 0 khi hai cuộn cảm triệt tiêu lẫn nhau.

Điều này là do khi hai dòng điện, i 1 và i 2 chảy qua mỗi cuộn cảm, lần lượt tổng từ thông lẫn nhau được tạo ra giữa chúng bằng 0 vì hai từ thông được tạo ra bởi mỗi cuộn cảm đều có độ lớn bằng nhau nhưng ngược chiều nhau.

Sau đó, hai cuộn dây thực sự trở thành một mạch ngắn với dòng điện trong mạch nên độ tự cảm tương đương, L T trở thành bằng (L ± M) 2 .

Cuộn cảm trong ví dụ song song số 2

Hai cuộn cảm có độ tự cảm lần lượt là 75mH và 55mH được kết nối với nhau. Độ tự cảm lẫn nhau của chúng được đưa ra là 22,5mH. Tính tổng độ tự cảm của tổ hợp song song.

Độ tự cảm

Cuộn cảm trong ví dụ song song số 3

Tính độ tự cảm tương đương của mạch điện cảm sau.

mạch điện cảm

Tính nhánh cuộn cảm đầu tiên L A , (Cuộn cảm L 5 song song với cuộn cảm L 6 và L 7 )

Tính nhánh cuộn cảm đầu tiên

Tính nhánh cuộn cảm thứ hai L B , (Cuộn cảm L 3 song song với cuộn cảm L 4 và L A )

Tính nhánh cuộn cảm thứ hai L B

Tính độ tự cảm mạch tương đương L EQ , (Cuộn cảm L 1 song song với cuộn cảm L 2 và L B )

Tính độ tự cảm mạch tương đương L EQ

Sau đó, độ tự cảm tương đương cho mạch trên được tìm thấy là: 15mH .

Cuộn cảm trong tóm tắt song song

Cũng như điện trở, cuộn cảm nối với nhau song song có cùng điện áp, V trên chúng. Ngoài ra, việc kết nối song song với các cuộn cảm song song làm giảm độ tự cảm hiệu quả của mạch với độ tự cảm tương đương của cuộn cảm của N NNH được kết nối song song là đối ứng của tổng các nghịch đảo của các cuộn cảm riêng lẻ.

Cũng như các cuộn cảm được nối tiếp nối tiếp, các cuộn cảm được kết nối song song được phân loại là một trong hai cách hỗ trợ hoặc đối nghịch với tổng số cuộn cảm này tùy thuộc vào việc các cuộn dây được ghép tích lũy (cùng hướng) hay được ghép khác nhau (theo hướng ngược lại).

Cho đến nay chúng tôi đã xem xét các cuộn cảm như là một thành phần thụ động thuần túy hoặc lý tưởng. Trong hướng dẫn tiếp theo về cuộn cảm, chúng ta sẽ xem xét cuộn cảm không lý tưởng có cuộn dây điện trở trong thế giới thực tạo ra mạch tương đương của cuộn cảm nối tiếp với điện trở và kiểm tra hằng số thời gian của mạch như vậy.