כיצד למדוד את איכות השראות_כיצד לשפוט את איכות השראות עם מולטימטר
ראשית, ההגדרה של השראות
השראות היא היחס בין השטף המגנטי של החוט לזרם המייצר שטף מגנטי זה כאשר עובר זרם חילופין דרך החוט, אשר יוצר שטף מגנטי לסירוגין בחוט ומסביבו.
כאשר מעבירים זרם DC דרך המשרן, ישנם רק קווי כוח מגנטיים קבועים סביבו, שאינם משתנים עם הזמן; עם זאת, כאשר זרם AC מועבר דרך הסליל, יהיו קווי כוח מגנטיים סביבו המשתנים עם הזמן. על פי חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית של פאראדיי---חשמל מגנטי, קווי הכוח המגנטיים המשתנים ייצרו פוטנציאל מושרה בשני קצוות הסליל, השקול ל"ספק כוח חדש". כאשר נוצרת לולאה סגורה, הפוטנציאל המושרה הזה יפיק זרם מושרה. מחוק לנץ ידוע שכמות קווי השדה המגנטי שנוצרו על ידי הזרם המושרה צריכה לנסות למנוע את השינוי של קווי השדה המגנטי המקוריים. מכיוון ששינוי קו השדה המגנטי המקורי נובע מהשינוי של ספק כוח החילופין החיצוני, מהאפקט האובייקטיבי, לסליל השראות יש את המאפיין של מניעת שינוי הזרם במעגל זרם החילופין. לסליל השראות יש מאפיינים דומים לאינרציה במכניקה, והוא מכונה "השראות עצמית" בחשמל. בדרך כלל, ניצוצות יופיעו ברגע שבו מתג הסכין נפתח או מתג הסכין מופעל. זוהי תופעת האינדוקציה העצמית. נגרם על ידי פוטנציאל מושרה גבוה.
בקיצור, כאשר סליל השראות מחובר לאספקת החשמל, קווי הכוח המגנטיים בתוך הסליל ישתנו ללא הרף עם זרם החילופין, ויגרום לסליל ליצור אינדוקציה אלקטרומגנטית באופן רציף. כוח אלקטרו-מוטיבי זה שנוצר על ידי שינוי הזרם של הסליל עצמו נקרא "כוח אלקטרו-מוטיבי המושרה מעצמה". ניתן לראות שההשראות היא רק פרמטר הקשור למספר הסיבובים, הגודל, הצורה והמדיום של הסליל. זהו מדד לאינרציה של הסליל האינדוקטיבי ואין לו שום קשר לזרם המופעל.
2. מאפייני השראות
המאפיינים של משרנים הפוכים מאלה של קבלים. יש להם את המאפיינים של מניעת מעבר זרם חילופין ומאפשרים לזרם ישר לעבור בצורה חלקה. כאשר אות DC עובר דרך הסליל, ההתנגדות היא ירידת מתח ההתנגדות של החוט עצמו. כאשר אות ה-AC עובר דרך הסליל, ייווצר כוח אלקטרו-מוטיבי המושרה מעצמה בשני קצוות הסליל. כיוון הכוח האלקטרומוטיבי המושרה מעצמו מנוגד לכיוון המתח המופעל, מה שמפריע למעבר AC. , כך שהמאפיינים של המשרן הם להעביר DC ולחסום AC. ככל שהתדר גבוה יותר, כך עכבת הסליל גדולה יותר. משרנים עובדים לעתים קרובות עם קבלים במעגלים ליצירת מסנני LC, מתנדים LC וכו'. בנוסף, אנשים משתמשים גם במאפיינים של השראות לייצור סלילי משנק, שנאים, ממסרים וכו'. זרם ישר: זה אומר שהמשרן נמצא במשרה סגורה מצב לזרם הישר. אם ההתנגדות של סליל השראות אינה נחשבת, אז הזרם הישר יכול לעבור דרך המשרן "ללא הפרעה". עבור זרם ישר, להתנגדות של הסליל עצמו יש השפעה מעכבת מעט מאוד על זרם ישר, ולכן לעתים קרובות מתעלמים ממנו בניתוח מעגלים.
חסימת זרם חילופין: כאשר זרם חילופין עובר דרך הסליל האינדוקטיבי, המשרן מעכב את זרם החילופין, והתגובה האינדוקטיבית של הסליל האינדוקטיבי היא המעכבת את זרם החילופין.
3. מבנה השראות
משרנים מורכבים בדרך כלל משלדים, פיתולים, מגנים, חומרי אריזה, ליבות מגנטיות או ליבות ברזל.
1. שלד השלד מתייחס בדרך כלל לתושבת לליפוף הסליל. כמה משרנים קבועים גדולים יותר או משרנים מתכווננים (כגון סלילים מתנודדים, סלילי משנק וכו'), שרובם הם תיל מצופה אמייל (או חוט מכוסה חוט) סביב השלד, ולאחר מכן הליבה המגנטית או ליבת הנחושת, ליבת ברזל וכו' מותקן בחלל הפנימי של השלד כדי להגביר את השראות שלו. השלד עשוי לרוב מפלסטיק, בקליט וקרמיקה, וניתן ליצור אותו בצורות שונות בהתאם לצרכים בפועל. משרנים קטנים (כגון משרנים מקודדי צבע) בדרך כלל אינם משתמשים בסליל, אלא יש להם את החוט המצופה באמייל ישירות סביב הליבה. משרני ליבות אוויר (הידועים גם כסלילים לא עטופים או סלילי ליבת אוויר, המשמשים בעיקר במעגלים בתדר גבוה) אינם משתמשים בליבות מגנטיות, שלדים ומגנים וכו', אלא הם מלופפים תחילה על התבנית ולאחר מכן מורידים את התבנית , והסליל נמשך בין כל סליל. סע מרחק מסוים.
2. Winding Winding מתייחס לקבוצת סלילים עם פונקציות מוגדרות, שהיא המרכיב הבסיסי של משרנים. יש פיתולים חד-שכבתיים ורב-שכבתיים. ישנם שני סוגים של פיתולים חד-שכבתיים: פיתול צפוף (מוליכים מתפתלים אחד אחרי השני) וליפוף ביניים (יש מרחק מסוים בין כל סיבוב של חוטים במהלך הליפוף); פיתולים רב-שכבתיים בעלי פיתול שטוח שכבות, פיתול אקראי, פיתול חלת דבש וכו'.
3. ליבות מגנטיות ומוטות מגנטיים ליבות מגנטיות ומוטות מגנטיים עשויים בדרך כלל מניקל-אבץ פריט (סדרת NX) או מנגן-אבץ פריט (סדרת MX) וחומרים אחרים. צורה, יכולה לעצב וצורות אחרות.
4. ליבת ברזל חומר ליבת הברזל כולל בעיקר פלדת סיליקון, פרמלוי וכו', וצורתו היא בעיקר מסוג "E".
5. כיסוי מיגון על מנת למנוע מהשדה המגנטי שנוצר על ידי חלק מהמשרנים להשפיע על הפעולה הרגילה של מעגלים ורכיבים אחרים, מתווסף לו כיסוי מסך מתכתי (כגון סליל תנודה של רדיו מוליכים למחצה וכו'). השימוש במשרנים ממוגנים יגדיל את אובדן הסליל ויקטין את ערך ה-Q.
6. חומרי אריזה לאחר שמשרנים מסוימים (כגון משרני קוד צבע, משרני טבעת צבע וכו') נפתלים, הסלילים והליבות המגנטיות נאטמות בחומרי אריזה. חומר המעטפת הוא פלסטיק או שרף אפוקסי.
רביעית, הפרמטרים העיקריים של המשרן
1. השראות
השראות, המכונה גם מקדם השראות עצמית, היא כמות פיזיקלית המייצגת את יכולתו של משרן ליצור אינדוקציה עצמית. גודל השראות של המשרן תלוי בעיקר במספר הסיבובים (מספר הסיבובים) של הסליל, שיטת הליפול, נוכחות או היעדרה של ליבה מגנטית וחומר הליבה המגנטית וכו'. ככלל, ככל שיותר הסליל מסתובב וככל שהסלילים מפותלים צפופים יותר, השראות גדולה יותר. לסליל עם ליבה מגנטית יש השראות גדולה יותר מאשר לסליל ללא ליבה מגנטית; לסליל עם חדירות ליבה מגנטית גדולה יותר יש השראות גדולה יותר.
היחידה הבסיסית של השראות היא הנרי (המכונה הנרי), המיוצגת על ידי האות "H". היחידות הנפוצות הן מילי-הנרי (mH) ומיקרו-הנרי (μH). הקשר ביניהם הוא:
1H=1000mH
1mH=1000μH
2. סטייה מותרת
הסטייה המותרת מתייחסת לערך השגיאה המותר בין השראות הנומינלית על המשרן לבין השראות בפועל. משרנים המשמשים בדרך כלל במעגלים כגון תנודה או סינון דורשים דיוק גבוה, והסטייה המותרת היא ±{{0}}.2 אחוז 0.5 אחוז; בעוד שדרישות הדיוק לסלילים כגון צימוד וזרם חסימה בתדר גבוה אינן גבוהות; הסטייה המותרת היא ±10% ~15%.
3. גורם איכות
גורם האיכות, המכונה גם ערך Q או נתון הכשרון, הוא הפרמטר העיקרי למדידת איכות המשרן. זה מתייחס ליחס בין התגובה האינדוקטיבית שמציג המשרן להתנגדות האובדן המקבילה שלו כאשר הוא פועל תחת מתח AC בתדר מסוים. ככל שה-Q של המשרן גבוה יותר, כך ההפסדים שלו נמוכים יותר והיעילות גבוהה יותר. גורם האיכות של המשרן קשור להתנגדות DC של חוט הסליל, לאובדן הדיאלקטרי של שלד הסליל ולאובדן הנגרם על ידי ליבת הברזל והמגן.
4. קיבול מבוזר
קיבול מבוזר מתייחס לקיבול הקיים בין סיבובי הסליל, בין הסליל לליבה המגנטית, בין הסליל לאדמה ובין הסליל למתכת. ככל שהקיבול המפוזר של המשרן קטן יותר, כך היציבות שלו טובה יותר. קיבול מבוזר יכול להפוך את התנגדות פיזור האנרגיה המקבילה לגדולה יותר ואת גורם האיכות לגדול יותר. כדי להפחית את הקיבול המבוזר, נעשה שימוש נפוץ בחוט מכוסה תיל או חוט אמייל רב-גדילי, ולפעמים נעשה שימוש בשיטת סלילה של חלת דבש.
5. זרם מדורג
הזרם הנקוב מתייחס לערך הזרם המרבי שהמשרן יכול לעמוד בסביבת העבודה המותרת. אם זרם ההפעלה עולה על הזרם הנקוב, פרמטרי הביצועים של המשרן ישתנו עקב יצירת חום, ואף יישרפו עקב זרם יתר.
חמש, הפונקציה של המשרן
משרנים ממלאים בעיקר את הפונקציות של סינון, תנודה, השהיה וחריץ במעגל, כמו גם סינון אותות, סינון רעשים, ייצוב זרם ודיכוי הפרעות גלים אלקטרומגנטיים. התפקיד הנפוץ ביותר של משרנים במעגלים הוא ליצור מעגלי מסנן LC יחד עם קבלים. לקבלים יש את המאפיינים של "חסימת DC וחסימת AC", בעוד למשרזים יש את הפונקציה של "מעבר DC וחסימת AC". אם ה-DC עם אותות הפרעות רבים מועבר דרך מעגל מסנן ה-LC, אות ההפרעה AC נצרך על ידי השראות לאנרגיית חום; כאשר זרם ה-DC הטהור יותר עובר דרך המשרן, אות הפרעות ה-AC יהפוך גם הוא לאינדוקציה מגנטית. ואנרגיה תרמית, התדר הגבוה יותר צפוי להיות עכבה על ידי המשרן, מה שיכול לדכא את אות ההפרעה בתדר גבוה יותר.
למשרנים יש את התכונה לחסום את מעבר זרם חילופין ולאפשר לזרם ישר לעבור בצורה חלקה. ככל שהתדר גבוה יותר, כך עכבת הסליל גדולה יותר. לכן, תפקידו העיקרי של המשרן הוא לבודד ולסנן את אות AC או ליצור מעגל תהודה עם קבלים ונגדים.
6. כיצד לשפוט את איכות השראות עם מולטימטר
1. מדידת השראות: סובב את המולטימטר לגלגל דיודת הזמזם, הנח את כבלי הבדיקה על שני הפינים וראה את קריאת המולטימטר.
2. שיפוט של טוב או רע: הקריאה של השראות השבב צריכה להיות אפס בשלב זה. אם קריאת המולטימטר גדולה מדי או אינסופית, זה אומר שההשראות פגומה.
עבור סלילים אינדוקטיביים עם מספר רב של סיבובים וקוטר חוט דק, הקריאה תגיע לעשרות עד מאות פעמים. בדרך כלל, התנגדות DC של הסליל היא רק כמה אוהם. הנזק מתבטא בנזק חם או ברור לטבעת המגנטית של השראות. אם סליל השראות אינו פגום באופן רציני ולא ניתן לקבוע, ניתן למדוד את השראות עם מד השראות או להשתמש בשיטת ההחלפה כדי לשפוט.
עבור סליל המשרן עם מגן מתכת, יש לבדוק גם האם יש קצר חשמלי בין הסליל למגן. אם ההתנגדות בין כל פין של הסליל לבין המעטפת (המגן) שזוהה על ידי המולטימטר אינה אינסופית, אלא בעלת ערך התנגדות מסוים או התנגדות אפס, פירוש הדבר שהמשרן קצר במעגל פנימי.
אמצעי זהירות:
1. עבור רכיבים אינדוקטיביים, הליבה והפיתולים נוטים להשתנות בהשראות עקב השפעת עליית הטמפרטורה. יש לציין שטמפרטורת הגוף חייבת להיות במפרטי היקף השימוש. .
2. פיתול המשרן קל ליצור שדה אלקטרומגנטי לאחר שהזרם עובר דרכו. בעת הצבת הרכיבים, שימו לב להרחיק את המשרזים הסמוכים זה מזה, או בצע את הפיתולים בזווית ישרה זה לזה כדי להפחית את השראות ההדדית.
3. בין השכבות המתפתלות של המשרן, במיוחד החוטים הדקים הרב-סיבובים, ייווצר גם קיבול הפער, שיגרום לעקיפת האות בתדר גבוה ויפחית את אפקט הסינון בפועל של המשרן.
4. בעת בדיקת ערך השראות וערך Q עם המכשיר, על מנת לקבל את הנתונים הנכונים, מוביל הבדיקה צריך להיות קרוב ככל האפשר לגוף הרכיב.
