Hvordan beregne Coil Winding Resistance
En spole av isolert tråd med radius R har mer enn bare den vanlige egenskapen av motstand som finnes i en hvilken som helst annen ledning. Den vanlig kjente type av elektrisk motstand er bare et spørsmål om å multiplisere den motstand per lengde ganger 2'R ganger antall vindinger i spolen. Den mer subtil motstand av spoler er at en endring i strømmen gjennom spolen frembringer et magnetisk felt som motsetter seg at svært endres. Denne egenskapen, kalt "induktans," måles i henries, etter magnetisk induksjon pioner Joseph Henry. En henry tilsvarer en tesla-meter-squared per ampere. Induktansen for en spole eller solenoid, er L =? AN ^ 2 / l, hvor? er den magnetiske permeabilitet konstant, A er tverrsnittet av solenoiden, er l sin lengde, og N er antall vindinger i sin spole.
Bruksanvisning
1 Tegn et diagram av en krets med en likestrømkilde, en induktor (spole), og en motstand. Anta at den elektriske motstand i spolen er ubetydelig bortsett fra dens induktans. Anta at tverrsnittet av spolen er 20 cm ^ 2, antall vindinger er 1000, og dens lengde er 50 cm.
2 Konverter lengdeenheter til meter og løse for L.
Fortsetter med eksempelet ovenfor, får man? AN ^ 2 / l = (4? X 10 ^ -7H / m) 0,002 m ^ 2 (1000 ^ 2) (0,5 m) = 0,00126 H.
3 Bestem elektromotorisk kraft (emf) induktansen skaper til å motsette seg endringen i kretsen gjeldende ved å multiplisere de to sammen. Omvendt emf = - L x I / t, der endringen?? er meget liten.
4 Beregn strøm som en funksjon av tid i henhold til ligningen i = V / R (1-e ^ - (t /)?), Hvor? er tiden konstant, noe som tilsvarer L / R. Her er e i bunnen av den naturlige logaritmen. Så hvis motstanden er, sier en ohm og kjørespenningen er et 9V batteri, så etter 0,001 sekunder, er jeg 4,93 ampere. Etter 0,002 sekunder, det er 7,16 ampere. Det konvergerer til slutt til 9 ampere som t /? blir stor.
Hint
- Formelen for jeg i trinn 4 løser differensialligningen iR + L? I /? T = V, hvor? T er liten, som utledet i Halliday og Resnick er "Fundamentals of Physics."