LR Serisi İndüktör Nedir ?

LR SERİSİ İNDÜKTÖR NEDİR ?

LR Serisi İndüktör Nedir ? LR serisi indüktör nerelerde ve nasıl kullanılır ? LR serisi indüktör formülleri nedir ? LR serisi indüktör yapısı nedir ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız LR serisi indüktör nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

LR SERİSİ İNDÜKTÖR

Bir elektrik devresindeki bir indüktör, (i) içinden geçen akımın akışına karşıdır.Bu tamamen doğru olmakla birlikte, daha önce sargı sargıları ile ilişkili hiçbir direnç veya kapasitansa sahip olmayan ideal bir indüktör olduğu varsayımını yaptık.

Bununla birlikte, reelde tüm choke bobinleri , solenoidler, röleler veya herhangi bir wound bileşeni olup olmadığına bakılmaksızın ne kadar küçük olursa olsun her zaman belirli bir direnç miktarına sahip olacaktır.

Bunun nedeni, gerçek kablo bobinlerinin, direnç değeri olan bakır tel kullanmasını sağlamak için kullanılmasından kaynaklanmaktadır.

Bir LR Serisi Devresi temel olarak indüktans indüktöründen, direnç R’ye seri bağlanmış L’den oluşur. “R” direnci, indüktör bobinini oluşturan tel dönüşlerinin veya halkalarının DC direnç değeridir.

LR Serisi Devresi

Resimdeki LR serisi devre, sabit bir voltaj kaynağına (akü) ve bir anahtara bağlanır.

Anahtarın (S)t = 0 zamanında kapanana kadar açık olduğunu ve ardından bir “adım tepkisi” tipi voltaj girişi üreterek sürekli kapalı kaldığını varsayalım.

Akım(i), devre üzerinden akmaya başlar, ancak V/R (Ohm Yasası) oranıyla belirlenen maksimum Imax değerine hızla yükselmez.

Bu sınırlayıcı faktör, manyetik akının büyümesinin bir sonucu olarak indüktör içinde kendi kendine indüklenen emk’nin varlığıdır (Lenz Kanunu).

LR Serisi İndüktör Nedir

Bir süre sonra, voltaj kaynağı, kendi kendine indüklenen elektromanyetik indüktans etkisini nötralize eder, mevcut akış sabit hale gelir ve indüklenen akım ve alan sıfıra düşer.

Kirchhoff’un Gerilim Yasası’nı devre çevresinde var olan bireysel gerilim düşüşlerini tanımlamak için kullanabiliriz ve daha sonra akımın akışını ifade etmek için kullanabiliriz.

Kirchhoff’un gerilim yasası bize şunları veriyor:

V(t) – (VR + VL) = 0 

Direnç üzerindeki voltaj düşümü, R, I*R’dir (Ohm Yasası).

VR = I x R

İndüktör üzerindeki gerilim düşümü, L  bildiğimiz bir  ifadededir L x (di/dt)

VL = L x di/dt 

Daha sonra, LR serisi devre etrafındaki voltaj düşüşlerinin son ifadesi şöyle verilebilir:

V(t) = I x R + L x di/dt

Direnç üzerindeki voltaj düşüşünün akıma bağlı olduğunu görebiliriz, indüktör üzerindeki voltaj düşüşü akımın di/dt değişim hızına bağlıdır.

Akım sıfıra eşit olduğunda, t = 0 zamanında (i = 0), aynı zamanda birinci dereceden bir diferansiyel denklem olan yukarıdaki ifade, herhangi bir zamanda akımın değerini vermek üzere yeniden yazılabilir:

LR Serisi Devrede Akım İçin İfade

I(t) = V/R x ( 1 – e-Rt/L) (A)

Burada

V, Volt cinsinden

R, Ohm

L Henry

t Saniye

e, Doğal Logaritmanın temelidir = 2.71828

LR serisi devresinin Zaman Sabiti (τ), L/R olarak verilmiştir ve V/R, sabitin beş katı değerinden sonra nihai kararlı durum akım değerini temsil eder.

Akım, 5τ’da bu maksimum sabit durum değerine ulaştığında, bobinin indüktansı, kısa devre gibi daha etkili olan ve etkin olarak devreden çıkardığı sıfıra indirgenmiştir.

Bu nedenle, bobinden akan akım sadece bobin sargısının Ohm’undaki direnç elemanı ile sınırlıdır. Devrenin voltaj/zaman özelliklerini temsil eden mevcut büyümenin grafiksel bir gösterimi olarak sunulabilir.

LR Serisi Devreler için Geçici Eğriler 

Direnç boyunca voltaj düşmesi, VR, I*R’ye (Ohm Yasası) eşit olduğundan, akım ile aynı üssel büyüme ve şekle sahip olacaktır.

Bununla birlikte, indüktör boyunca voltaj düşmesi, VL aşağıdakilere eşit bir değere sahip olacaktır(-Rt /L).

Daha sonra indüktör üzerindeki voltaj, VL, t = 0 zamanında veya anahtar ilk kapatıldığında akü voltajına eşit bir başlangıç ​​değerine sahip olacak ve daha sonra yukarıdaki eğrilerde gösterildiği gibi üssel olarak sıfıra düşecektir.

LR serisi devresinde akan akımın maksimum kararlı durum değerine ulaşması için gereken süre yaklaşık 5 zaman sabitine veya 5τ’ye eşittir.

Bu zaman sabiti τ, saniye cinsinden τ = L/R ile ölçülür ve burada R, ohm cinsinden direnç değeridir ve L, Henry cinsinden indüktör değeridir.

Bu daha sonra bir RL şarj devresinin temelini oluşturur 5τ da “5*(L/R)” veya devrenin geçici süresi olarak düşünülebilir.

Herhangi bir endüktif devrenin geçici süresi, endüktans ve direnç arasındaki ilişkiyle belirlenir. Örneğin, sabit bir değer direnci için indüktans ne kadar büyükse, geçici süre o kadar yavaş olur ve dolayısıyla LR serisi devre için daha uzun bir zaman sabiti olur.

Benzer şekilde, sabit bir değer endüktansı için direnç değeri ne kadar küçükse geçici süre o kadar uzun olur.

Bununla birlikte, sabit bir değer endüktansı için, direnç değerini artırarak geçici zaman ve dolayısıyla devrenin zaman sabiti kısalır.

Bunun nedeni, direnç arttıkça devrenin gittikçe daha dirençli hale gelmesidir; çünkü endüktansın değeri, dirençle karşılaştırıldığında ihmal edilebilir hale gelir.

Direnç değeri endüktansa göre yeterince büyük bir şekilde arttırılırsa, geçici süre etkili bir şekilde neredeyse sıfıra düşer.

LR Serisi Devre Örneği 1 :

Bir LR serisi devre oluşturmak için 40 mH’lık bir endüktansı ve 2Ω’lık bir direnci olan bir bobin birbirine bağlanır. Bir 20V DC kaynağa bağlılarsa.

a) Akımın son kararlı durum değeri ne olacaktır.

Cevap : I = V / R = 20/2 = 10A 

b) RL serisi devresinin zaman sabiti ne olacaktır.

Cevap : Τ = L/R = 0.04/2 = 0.02s ya da 20ms 

c) RL serisi devrenin geçici süresi ne olacaktır.

Cevap : 5 τ = 5 x 0.02s = 100ms

d) 10ms’den sonra indüklenen emfin değeri ne olacaktır.

Cevap : VL = V x e(-Rt/L) = 20xe(-2×0.01/0.04)

VL = 20 x 0.6065 = 12.13V

e) Anahtar kapatıldıktan sonra bir defa sabit devre akımının değeri ne olacaktır.

I(t) = Vs/R x (1 – e-Rt/L)

Zaman Sabiti, devrenin τ’su

b) sorusunda 20ms olarak hesaplanmıştır.

Daha sonra şu anda devre akımı şu şekilde verilir:

I(t) = 20/2 x (1 – e-2×0.02/0.04)

I(t) = 10 x (1 – 0.368) = 6.32A 

Bir seferde 6.32 Amper değeri veren soru (e) için verilen cevabın, soru (a) ‘da hesapladığımız 10 Amperlik son durum durum akımının % 63.2’ sine eşit olduğunu fark etmiş olabilirsiniz.

Bu % 63.2 veya 0.632xImax değeri, yukarıda gösterilen geçici eğrilere de karşılık gelir.

LR Serisi Devrede Güç

Daha sonra, voltaj kaynağının devreye güç verdiği anlık hız şöyledir:

 P = V x I watt

Direnç tarafından gücün ısı biçiminde dağıtıldığı anlık hız şöyledir:

P = I2 x R watt

Enerjinin indüktörde manyetik potansiyel enerji şeklinde depolanma hızı şöyledir:

P = Vi = Li x di/dt watt 

Daha sonra toplam gücü i ile çarparak bir RL serisi devresinde bulabiliriz ve bu nedenle:

P = i2 x R + Li x di/dt

Birinci I2xR terimi, direnç tarafından ısıda dağıtılan gücü ve ikinci terim indüktör tarafından absorbe edilen gücü, onun manyetik enerjisini temsil ettiği zamandır.

LR SERİSİ İNDÜKTÖR SONUÇ :

Bugün LR Serisi İndüktör Nedir adlı yazımızla karşınızdaydık.Umuyorum faydalı olmuştur sizlere.

İyi Çalışmalar

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.