Induttanza reciproca

Induttanza reciproca

Nel tutorial precedente abbiamo visto che un induttore genera un emf indotto al suo interno a causa del cambiamento del campo magnetico attorno ai suoi giri. Quando questa emf viene indotta nello stesso circuito in cui la corrente sta cambiando, questo effetto è chiamato autoinduzione, (L).

Tuttavia, quando l'emf viene indotto in una bobina adiacente situata all'interno dello stesso campo magnetico, si dice che l'emf sia indotto magneticamente, induttivamente o mediante induzione reciproca, simbolo (M). Quindi, quando due o più bobine sono magneticamente collegate tra loro da un flusso magnetico comune, si dice che abbiano la proprietà dell'induttanza reciproca.

L'induttanza reciproca è il principio operativo di base del trasformatore, dei motori, dei generatori e di qualsiasi altro componente elettrico che interagisce con un altro campo magnetico. Quindi possiamo definire l'induzione reciproca come la corrente che scorre in una bobina che induce una tensione in una bobina adiacente.

Ma l'induttanza reciproca può anche essere una cosa negativa in quanto l'induttanza "vagante" o "fuoriuscita" da una bobina può interferire con il funzionamento di un altro componente adiacente mediante induzione elettromagnetica, quindi potrebbe essere necessaria una qualche forma di schermatura elettrica verso un potenziale di terra.

La quantità di induttanza reciproca che collega una bobina all'altra dipende molto dal posizionamento relativo delle due bobine. Se una bobina viene posizionata accanto all'altra bobina in modo tale che la loro distanza fisica sia ridotta, quasi tutto il flusso magnetico generato dalla prima bobina interagirà con i giri della bobina della seconda bobina inducendo un emf relativamente grande e quindi producendo un grande valore di induttanza reciproca.

Allo stesso modo, se le due bobine sono più distanziate l'una dall'altra o ad angoli diversi, la quantità di flusso magnetico indotto dalla prima bobina nella seconda sarà più debole producendo un emf indotto molto più piccolo e quindi un valore di induttanza reciproca molto più piccolo. Quindi l'effetto dell'induttanza reciproca dipende molto dalle posizioni relative o spaziatura, (S) delle due bobine e questo è dimostrato di seguito.

Induttanza reciproca tra bobine

L'induttanza reciproca che esiste tra le due bobine può essere notevolmente aumentata posizionandole su un comune nucleo di ferro morbido o aumentando il numero di giri di una delle bobine come si potrebbe trovare in un trasformatore.

Se le due bobine sono strettamente avvolte l'una sull'altra sopra un comune giunto di unità di nucleo in ferro morbido, si dice che esiste tra di loro poiché eventuali perdite dovute alla perdita di flusso saranno estremamente piccole. Quindi, assumendo un perfetto collegamento di flusso tra le due bobine, si può dare l'induttanza reciproca che esiste tra di loro.

· Dove:

· Μo è la permeabilità dello spazio libero (4.π.10-7)

· Μr è la permeabilità relativa del nucleo di ferro morbido

· N è il numero di giri della bobina

· A è nell'area della sezione trasversale in m2

· ℓ è la lunghezza delle bobine in metri

Induzione reciproca

Qui la corrente che scorre nella bobina uno, L1 imposta un campo magnetico attorno a sé con alcune di queste linee di campo magnetico che passano attraverso la bobina due, L2 dandoci induttanza reciproca. La bobina uno ha una corrente di I1 e N1 giri, mentre la bobina due ha N2 giri. Pertanto, l'induttanza reciproca, M12 della bobina due che esiste rispetto alla bobina uno dipende dalla loro posizione l'una rispetto all'altra e viene data come:

Allo stesso modo, la bobina di collegamento del flusso uno, L1 quando una corrente scorre attorno alla bobina due, L2 è esattamente la stessa della bobina di collegamento del flusso due quando la stessa corrente scorre intorno alla bobina uno sopra, quindi l'induttanza reciproca della bobina uno rispetto alla bobina due è definito come M21. Questa induttanza reciproca è vera indipendentemente dalle dimensioni, dal numero di giri, dalla posizione relativa o dall'orientamento delle due bobine. Per questo motivo, possiamo scrivere l'induttanza reciproca tra le due bobine come: M12 = M21 = M.

Quindi possiamo vedere che l'autoinduttanza caratterizza un induttore come un singolo elemento circuitale, mentre l'induttanza reciproca indica una forma di accoppiamento magnetico tra due induttori o bobine, a seconda della loro distanza e disposizione, speriamo che ricordiamo dai nostri tutorial sugli elettromagneti che l'io l'induttanza di ogni singola bobina è data come:

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