Suche nach einer Formel zur Berechnung der maximal induzierten Wechselspannung in zwei Luftspulen nebeneinander

Ich habe eine Frage zur elektromagnetischen Induktion. Ich habe bereits einige Nachforschungen angestellt, aber ich bin nicht in der Lage, die einfache Lösung zu finden.

Ich möchte irgendwie die maximale Spannungsspitze berechnen , die in der Sekundärspule im Wechselstromkreis induziert wird. Natürlich habe ich alle Eingabedaten hier.

Schaltung ist offensichtlich. Es gibt eine primäre Luftspule L1 , die über einen Widerstand R mit einer Sinuswellen-Wechselspannungsquelle U1 (oszillierend mit der Frequenz f ) verbunden ist. Durch die L1-Spule fließt ein Wechselstrom I .

Ich kenne hier jeden Wert, einschließlich L1- Induktivität, Durchmesser, Windungszahl, Wicklungsdrahtradius und sogar nicht ideale Magnetparameter wie Widerstand und Kapazität.

Neben der Spule L1 befindet sich die Sekundärluftspule L2 , ebenfalls mit allen bekannten Parametern, und L2 befindet sich neben L1 im Abstand l (in einer geraden Linie). L2 ist mit einem analogen Spannungsmesser verbunden, um die Spannungsspitzen von U2 zu messen.

Elektrischer Kreislauf:

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Spulen physikalische Beziehung:

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Frage : Wie berechnet man die maximale Spannungsspitze U2 , die in der L2- Spule induziert wird ? Gibt es überhaupt eine einfache Schulformel U2max = ... ? Selbst eine schlechte Annäherung wäre gut genug.

Für zwei Spulen L1 und L2, die magnetisch gekoppelt sind, existiert ein Koeffizient der gegenseitigen Induktion. Für Spule 1: U1 = L1di1/dt + M di2/dt. Für Spule L2: U2=L2 di2/dt + Mdi1/dt. Die Bestimmung der Größe dieses M ist eine ganz andere Sache.
Dieser Link kann Ihnen helfen, gekoppelte Induktivitäten besser zu verstehen: electronics-tutorials.ws/inductor/mutual-inductance.html

Antworten (2)

Es gibt keine einfache Formel für die gegenseitige Kopplung.

Aber es gibt viele Bücher zu diesem Thema.

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

Kurze Antwort

Wenn Abstand <= Durchmesser_Spulen, dann ist das Ergebnis „nicht so schlecht“, und die Effizienz für die Leistungsübertragung kann gerettet werden, indem die Spulen in Resonanz gebracht werden.

Wenn Abstand > Diameter_coils, dann ist das Ergebnis „ziemlich schlecht“, und Sie werden wirklich nur Messungen durchführen, keine Kraftübertragung.

Lange Antwort

Für jede elementare Schleife in der Sendespule gibt es eine ziemlich einfache Gleichung für das Feld, das die erste durch den Raum erzeugt, und für die EMK, die in jeder elementaren Schleife in der Empfangsspule erzeugt wird. Summieren oder integrieren Sie über alle Spulen, um die Summe zu erhalten.

Hinweis: Die Geometrie bleibt einfacher, wenn die Spulen koaxial sind, und noch einfacher, wenn sie identisch sind.

Noch ein Hinweis, ein paar schnelle Messungen an Flachspulen könnten die Internetsuche nach den Kopplungsgleichungen ersetzen. Stellen Sie sich vor, dass jede Magnetspule aus einer kleinen Anzahl von Flachspulen besteht, und Sie werden eine enorme Verbesserung der Genauigkeit im Vergleich zum Messaufwand erzielen.

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