วิธีวัดคุณภาพของตัวเหนี่ยวนำ_วิธีวัดคุณภาพของตัวเหนี่ยวนำด้วยมัลติมิเตอร์

วิธีวัดคุณภาพของตัวเหนี่ยวนำ_วิธีวัดคุณภาพของตัวเหนี่ยวนำด้วยมัลติมิเตอร์

ประการแรก คำจำกัดความของความเหนี่ยวนำ

ความเหนี่ยวนำคืออัตราส่วนของฟลักซ์แม่เหล็กของเส้นลวดต่อกระแสที่สร้างฟลักซ์แม่เหล็กนี้เมื่อกระแสสลับถูกส่งผ่านเข้าไปในเส้นลวด ซึ่งจะสร้างฟลักซ์แม่เหล็กสลับในและรอบๆ เส้นลวด

เมื่อกระแสไฟตรงผ่านตัวเหนี่ยวนำ จะมีเพียงเส้นแรงแม่เหล็กคงที่รอบๆ ซึ่งไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา อย่างไรก็ตาม เมื่อกระแสไฟ AC ผ่านขดลวด จะมีเส้นแรงแม่เหล็กล้อมรอบซึ่งเปลี่ยนแปลงตามเวลา ตามกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์---ไฟฟ้าแม่เหล็ก เส้นแรงแม่เหล็กที่เปลี่ยนไปจะสร้างศักย์เหนี่ยวนำที่ปลายทั้งสองของขดลวด ซึ่งเทียบเท่ากับ "แหล่งจ่ายไฟใหม่" เมื่อวงปิดเกิดขึ้น ศักย์เหนี่ยวนำนี้จะสร้างกระแสเหนี่ยวนำ เป็นที่ทราบกันดีจากกฎของ Lenz ว่าจำนวนเส้นสนามแม่เหล็กทั้งหมดที่เกิดจากกระแสเหนี่ยวนำควรพยายามป้องกันการเปลี่ยนแปลงของเส้นสนามแม่เหล็กเดิม เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของเส้นสนามแม่เหล็กเดิมมาจากการเปลี่ยนแปลงของแหล่งจ่ายไฟสลับภายนอก จากผลวัตถุประสงค์ ขดลวดเหนี่ยวนำจึงมีลักษณะป้องกันการเปลี่ยนแปลงกระแสในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ขดลวดเหนี่ยวนำมีลักษณะคล้ายคลึงกับความเฉื่อยในกลศาสตร์ และเรียกว่า "การเหนี่ยวนำตัวเอง" ในกระแสไฟฟ้า โดยปกติแล้วประกายไฟจะเกิดขึ้นในขณะที่เปิดสวิตช์มีดหรือเปิดสวิตช์มีด นี่คือปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำตัวเอง เกิดจากศักยภาพในการเหนี่ยวนำสูง

กล่าวโดยย่อ เมื่อขดลวดเหนี่ยวนำเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับ เส้นแรงแม่เหล็กภายในขดลวดจะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาด้วยไฟฟ้ากระแสสลับ ทำให้ขดลวดสร้างการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง แรงเคลื่อนไฟฟ้านี้เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของกระแสของขดลวดเองเรียกว่า "แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำในตัวเอง" จะเห็นได้ว่าค่าความเหนี่ยวนำเป็นเพียงพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับจำนวนรอบ ขนาด รูปร่าง และค่ากลางของขดลวดเท่านั้น เป็นการวัดความเฉื่อยของขดลวดเหนี่ยวนำและไม่เกี่ยวข้องกับกระแสที่ใช้

2. ลักษณะการเหนี่ยวนำ

ลักษณะของตัวเหนี่ยวนำจะตรงกันข้ามกับตัวเก็บประจุ มีลักษณะป้องกันไฟฟ้ากระแสสลับผ่านและปล่อยให้ไฟฟ้ากระแสตรงผ่านได้อย่างราบรื่น เมื่อสัญญาณ DC ผ่านขดลวด ความต้านทานคือแรงดันตกคร่อมของสายไฟนั่นเอง เมื่อสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับผ่านขดลวด จะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำตัวเองขึ้นที่ปลายทั้งสองของขดลวด ทิศทางของแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำตัวเองอยู่ตรงข้ามกับทิศทางของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ ซึ่งกีดขวางทางเดินของไฟฟ้ากระแสสลับ ดังนั้นลักษณะของตัวเหนี่ยวนำคือการผ่าน DC และบล็อก AC ยิ่งความถี่สูง อิมพีแดนซ์ของขดลวดก็จะยิ่งมากขึ้น ตัวเหนี่ยวนำมักจะทำงานร่วมกับตัวเก็บประจุในวงจรเพื่อสร้างตัวกรอง LC, ออสซิลเลเตอร์ LC ฯลฯ นอกจากนี้ ผู้คนยังใช้ลักษณะของตัวเหนี่ยวนำเพื่อผลิตคอยล์โช้ค หม้อแปลง รีเลย์ ฯลฯ ไฟฟ้ากระแสตรง: หมายความว่าตัวเหนี่ยวนำอยู่ในสถานะปิด ให้เป็นกระแสตรง หากไม่พิจารณาความต้านทานของขดลวดเหนี่ยวนำ กระแสตรงสามารถผ่านตัวเหนี่ยวนำ "ไม่มีข้อจำกัด" สำหรับไฟฟ้ากระแสตรง ความต้านทานของขดลวดเองมีผลขัดขวางต่อไฟฟ้ากระแสตรงน้อยมาก ดังนั้นจึงมักถูกละเลยในการวิเคราะห์วงจร

การปิดกั้นกระแสสลับ: เมื่อกระแสสลับผ่านขดลวดเหนี่ยวนำ ตัวเหนี่ยวนำจะขัดขวางกระแสสลับ และเป็นรีแอคแตนซ์ของขดลวดเหนี่ยวนำที่ขัดขวางกระแสสลับ

3. โครงสร้างตัวเหนี่ยวนำ

ตัวเหนี่ยวนำโดยทั่วไปประกอบด้วยโครงกระดูก ขดลวด โล่ วัสดุบรรจุภัณฑ์ แกนแม่เหล็กหรือแกนเหล็ก

1. Skeleton โดยทั่วไปแล้ว Skeleton หมายถึงโครงยึดสำหรับพันขดลวด ตัวเหนี่ยวนำคงที่หรือตัวเหนี่ยวนำแบบปรับได้ที่มีขนาดใหญ่กว่าบางตัว (เช่น ขดลวดออสซิลเลตติ้ง คอยล์โช้ค ฯลฯ) ซึ่งส่วนใหญ่เป็นลวดเคลือบ (หรือลวดหุ้มเส้นด้าย) รอบโครงกระดูก จากนั้นตามด้วยแกนแม่เหล็กหรือแกนทองแดง แกนเหล็ก ฯลฯ . ติดตั้งเข้าไปในช่องด้านในของโครงกระดูกเพื่อเพิ่มความเหนี่ยวนำ โครงกระดูกมักทำจากพลาสติก เบกาไลต์ และเซรามิก และสามารถทำเป็นรูปร่างต่างๆ ได้ตามความต้องการที่แท้จริง ตัวเหนี่ยวนำขนาดเล็ก (เช่น ตัวเหนี่ยวนำที่มีรหัสสี) โดยทั่วไปจะไม่ใช้กระสวย แต่จะใช้ลวดเคลือบพันรอบแกนโดยตรงแทน ตัวเหนี่ยวนำแกนอากาศ (หรือที่เรียกว่าคอยล์ที่ไม่ได้ห่อหรือคอยล์แกนอากาศ ส่วนใหญ่ใช้ในวงจรความถี่สูง) ไม่ใช้แกนแม่เหล็ก โครงกระดูก และเกราะกำบัง ฯลฯ แต่จะพันบนแม่พิมพ์ก่อนแล้วจึงถอดแม่พิมพ์ และขดลวดจะถูกดึงระหว่างแต่ละขด ขับรถเป็นระยะทางที่กำหนด

2. การม้วน การม้วนหมายถึงกลุ่มของขดลวดที่มีฟังก์ชันเฉพาะ ซึ่งเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของตัวเหนี่ยวนำ มีขดลวดชั้นเดียวและหลายชั้น ขดลวดชั้นเดียวมีสองประเภท: ขดลวดหนาแน่น (ตัวนำถูกพันทีละรอบ) และขดลวดระดับกลาง (มีระยะห่างที่แน่นอนระหว่างแต่ละรอบของสายไฟระหว่างการม้วน) ขดลวดหลายชั้นมีขดลวดแบนหลายชั้น ขดลวดสุ่ม ขดลวดรังผึ้ง ฯลฯ

3. แกนแม่เหล็กและแท่งแม่เหล็ก แกนแม่เหล็กและแท่งแม่เหล็กโดยทั่วไปทำจากนิกเกิล-ซิงค์เฟอร์ไรต์ (ซีรีส์ NX) หรือแมงกานีส-ซิงค์เฟอร์ไรต์ (ซีรีส์ MX) และวัสดุอื่นๆ รูปร่างสามารถรูปร่างและรูปร่างอื่นๆ

4. แกนเหล็ก วัสดุแกนเหล็กส่วนใหญ่ประกอบด้วยแผ่นเหล็กซิลิกอน เพอร์มัลลอย ฯลฯ และรูปร่างส่วนใหญ่เป็นแบบ "E"

5. ฝาครอบป้องกัน เพื่อป้องกันไม่ให้สนามแม่เหล็กที่สร้างโดยตัวเหนี่ยวนำบางตัวส่งผลกระทบต่อการทำงานปกติของวงจรและส่วนประกอบอื่นๆ จึงมีการเพิ่มฝาครอบตะแกรงโลหะ (เช่น ขดลวดออสซิลเลชันของวิทยุสารกึ่งตัวนำ ฯลฯ) เข้าไป การใช้ตัวเหนี่ยวนำที่มีฉนวนหุ้มจะเพิ่มการสูญเสียของขดลวดและลดค่า Q

6. วัสดุบรรจุภัณฑ์ หลังจากที่ตัวเหนี่ยวนำบางตัว (เช่น ตัวเหนี่ยวนำรหัสสี ตัวเหนี่ยวนำวงแหวนสี ฯลฯ) ถูกพัน ขดลวดและแกนแม่เหล็กจะถูกปิดผนึกด้วยวัสดุบรรจุภัณฑ์ วัสดุห่อหุ้มคือพลาสติกหรืออีพอกซีเรซิน

ประการที่สี่ พารามิเตอร์หลักของตัวเหนี่ยวนำ

1. ความเหนี่ยวนำ

ค่าความเหนี่ยวนำหรือที่เรียกว่าค่าสัมประสิทธิ์การเหนี่ยวนำตัวเอง เป็นปริมาณทางกายภาพที่แสดงถึงความสามารถของตัวเหนี่ยวนำในการสร้างการเหนี่ยวนำตัวเอง ขนาดของการเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับจำนวนรอบ (จำนวนรอบ) ของขดลวด วิธีการม้วน การมีหรือไม่มีแกนแม่เหล็กและวัสดุของแกนแม่เหล็ก ฯลฯ โดยทั่วไป ยิ่ง ขดลวดจะหมุนและยิ่งขดลวดมีความหนาแน่นมากเท่าไร ความเหนี่ยวนำก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ขดลวดที่มีแกนแม่เหล็กจะมีค่าความเหนี่ยวนำมากกว่าขดลวดที่ไม่มีแกนแม่เหล็ก ขดลวดที่มีการซึมผ่านของแกนแม่เหล็กที่ใหญ่กว่าจะมีค่าความเหนี่ยวนำที่มากกว่า

หน่วยพื้นฐานของความเหนี่ยวนำคือเฮนรี่ (เรียกว่าเฮนรี่) ซึ่งแทนด้วยตัวอักษร "H" หน่วยที่ใช้กันทั่วไปคือมิลลิเฮนรี (mH) และไมโครเฮนรี (μH) ความสัมพันธ์ระหว่างพวกเขาคือ:

1H=1000mH

1mH=1000μH

2. ค่าเบี่ยงเบนที่อนุญาต

ค่าเบี่ยงเบนที่อนุญาตหมายถึงค่าความผิดพลาดที่อนุญาตระหว่างค่าความเหนี่ยวนำเล็กน้อยบนตัวเหนี่ยวนำและค่าความเหนี่ยวนำจริง โดยทั่วไป ตัวเหนี่ยวนำที่ใช้ในวงจร เช่น การสั่นหรือการกรองต้องการความแม่นยำสูง และค่าเบี่ยงเบนที่อนุญาตคือ ±{{0}}.2 เปอร์เซ็นต์ 0.5 เปอร์เซ็นต์ ; ในขณะที่ข้อกำหนดด้านความแม่นยำสำหรับคอยล์ เช่น คัปปลิ้ง และกระแสปิดกั้นความถี่สูงนั้นไม่สูงนัก ค่าเบี่ยงเบนที่อนุญาตคือ ±10 เปอร์เซ็นต์ ~15 เปอร์เซ็นต์

3. ปัจจัยด้านคุณภาพ

ปัจจัยด้านคุณภาพหรือที่เรียกว่าค่า Q หรือตัวเลขของข้อดีคือพารามิเตอร์หลักในการวัดคุณภาพของตัวเหนี่ยวนำ หมายถึงอัตราส่วนของรีแอกแตนซ์แบบเหนี่ยวนำที่นำเสนอโดยตัวเหนี่ยวนำต่อการต้านทานการสูญเสียที่เทียบเท่าเมื่อทำงานภายใต้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่ความถี่หนึ่งๆ ค่า Q ของตัวเหนี่ยวนำยิ่งสูง การสูญเสียก็จะยิ่งน้อยลงและประสิทธิภาพก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ปัจจัยด้านคุณภาพของตัวเหนี่ยวนำเกี่ยวข้องกับความต้านทานกระแสตรงของขดลวด การสูญเสียอิเล็กทริกของโครงขดลวด และการสูญเสียที่เกิดจากแกนเหล็กและโล่

4. ความจุแบบกระจาย

ความจุแบบกระจายหมายถึงความจุที่มีอยู่ระหว่างรอบของขดลวด ระหว่างขดลวดกับแกนแม่เหล็ก ระหว่างขดลวดกับพื้น และระหว่างขดลวดกับโลหะ ยิ่งความจุแบบกระจายของตัวเหนี่ยวนำมีขนาดเล็กลงเท่าใด ความเสถียรของตัวเหนี่ยวนำก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ความจุแบบกระจายสามารถทำให้ความต้านทานการกระจายพลังงานเทียบเท่ามีขนาดใหญ่ขึ้นและปัจจัยด้านคุณภาพมีขนาดใหญ่ขึ้น เพื่อลดความจุแบบกระจาย โดยทั่วไปจะใช้ลวดหุ้มลวดหรือลวดเคลือบหลายเกลียว และบางครั้งก็ใช้วิธีการม้วนแบบรังผึ้ง

5. จัดอันดับปัจจุบัน

พิกัดกระแสหมายถึงค่ากระแสสูงสุดที่ตัวเหนี่ยวนำสามารถทนได้ภายใต้สภาพแวดล้อมการทำงานที่อนุญาต หากกระแสไฟฟ้าที่ใช้งานเกินค่าที่กำหนด พารามิเตอร์ประสิทธิภาพของตัวเหนี่ยวนำจะเปลี่ยนไปเนื่องจากการสร้างความร้อน และอาจไหม้เนื่องจากกระแสไฟเกิน

ห้า ฟังก์ชันของตัวเหนี่ยวนำ

ตัวเหนี่ยวนำส่วนใหญ่ทำหน้าที่กรอง การสั่น การหน่วงเวลา และร่องในวงจร เช่นเดียวกับการกรองสัญญาณ กรองสัญญาณรบกวน ทำให้กระแสคงที่ และป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า บทบาททั่วไปของตัวเหนี่ยวนำในวงจรคือการสร้างวงจรกรอง LC ร่วมกับตัวเก็บประจุ ตัวเก็บประจุมีลักษณะ "ปิดกั้น DC และผ่าน AC" ในขณะที่ตัวเหนี่ยวนำมีหน้าที่ "ผ่าน DC และปิดกั้น AC" ถ้าไฟฟ้ากระแสตรงที่มีสัญญาณรบกวนจำนวนมากผ่านวงจรกรอง LC สัญญาณรบกวนไฟฟ้ากระแสสลับจะถูกใช้โดยตัวเหนี่ยวนำเป็นพลังงานความร้อน เมื่อกระแส DC ที่บริสุทธิ์กว่าผ่านตัวเหนี่ยวนำ สัญญาณรบกวน AC จะกลายเป็นการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก และพลังงานความร้อน ความถี่ที่สูงกว่ามักจะถูกอิมพีแดนซ์โดยตัวเหนี่ยวนำ ซึ่งสามารถยับยั้งสัญญาณรบกวนความถี่ที่สูงกว่าได้

ตัวเหนี่ยวนำมีคุณสมบัติปิดกั้นทางเดินของกระแสสลับและปล่อยให้กระแสตรงผ่านได้อย่างราบรื่น ยิ่งความถี่สูง อิมพีแดนซ์ของขดลวดก็จะยิ่งมากขึ้น ดังนั้นหน้าที่หลักของตัวเหนี่ยวนำคือการแยกและกรองสัญญาณ AC หรือสร้างวงจรเรโซแนนซ์ด้วยตัวเก็บประจุและตัวต้านทาน

6. วิธีตัดสินคุณภาพของตัวเหนี่ยวนำด้วยมัลติมิเตอร์

1. การวัดค่าความเหนี่ยวนำ: หมุนมัลติมิเตอร์ไปที่เฟืองไดโอดออด ใส่สายวัดทดสอบที่ขาทั้งสอง และดูการอ่านค่าของมัลติมิเตอร์

2. การตัดสินว่าดีหรือไม่ดี: การอ่านค่าความเหนี่ยวนำของชิปควรเป็นศูนย์ในขณะนี้ หากการอ่านค่ามัลติมิเตอร์มากเกินไปหรือไม่มีที่สิ้นสุด แสดงว่าตัวเหนี่ยวนำเสียหาย

สำหรับขดลวดเหนี่ยวนำที่มีรอบจำนวนมากและเส้นผ่านศูนย์กลางเส้นลวดบาง การอ่านค่าจะสูงถึงหลายสิบหรือหลายร้อยครั้ง โดยปกติแล้วความต้านทานกระแสตรงของขดลวดจะมีค่าเพียงไม่กี่โอห์ม ความเสียหายจะแสดงเป็นความร้อนหรือความเสียหายที่เห็นได้ชัดกับวงแหวนแม่เหล็กตัวเหนี่ยวนำ หากขดลวดเหนี่ยวนำไม่ได้รับความเสียหายร้ายแรงและไม่สามารถระบุได้ สามารถวัดค่าความเหนี่ยวนำด้วยเครื่องวัดค่าความเหนี่ยวนำหรือใช้วิธีทดแทนเพื่อตัดสินได้

สำหรับขดลวดเหนี่ยวนำที่มีตัวป้องกันโลหะ จำเป็นต้องตรวจสอบว่ามีการลัดวงจรระหว่างขดลวดและตัวป้องกันหรือไม่ หากความต้านทานระหว่างแต่ละพินของขดลวดและปลอก (ชีลด์) ที่ตรวจพบโดยมัลติมิเตอร์นั้นมีค่าไม่สิ้นสุด แต่มีค่าความต้านทานที่แน่นอนหรือมีค่าความต้านทานเป็นศูนย์ แสดงว่าตัวเหนี่ยวนำเกิดการลัดวงจรภายใน

ข้อควรระวัง:

1. สำหรับส่วนประกอบแบบเหนี่ยวนำ แกนและขดลวดมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลงในตัวเหนี่ยวนำเนื่องจากผลกระทบของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ควรสังเกตว่าอุณหภูมิของร่างกายต้องอยู่ในขอบเขตของข้อกำหนดการใช้งาน .

2. ขดลวดของตัวเหนี่ยวนำนั้นง่ายต่อการสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าหลังจากกระแสไหลผ่าน เมื่อวางส่วนประกอบต่าง ๆ ให้ระวังตัวเหนี่ยวนำที่อยู่ติดกันให้ห่างจากกัน หรือทำให้ขดลวดทำมุมฉากซึ่งกันและกันเพื่อลดความเหนี่ยวนำซึ่งกันและกัน

3. ระหว่างชั้นที่คดเคี้ยวของตัวเหนี่ยวนำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งลวดเส้นเล็กแบบหลายรอบ ความจุช่องว่างจะถูกสร้างขึ้นด้วย ซึ่งจะทำให้เกิดการบายพาสของสัญญาณความถี่สูง และลดผลการกรองที่แท้จริงของตัวเหนี่ยวนำ

4. เมื่อทดสอบค่าความเหนี่ยวนำและค่า Q ด้วยเครื่องมือ เพื่อให้ได้ข้อมูลที่ถูกต้อง สายวัดทดสอบควรอยู่ใกล้กับส่วนประกอบของร่างกายมากที่สุด