На что влияет количество витков в катушке

автор: admin
05.02.2024

В школе учили что чем больше витков в катушке тем сильнее электромагнит, тогда почему это не так? не понимаю.. (рисунок)

подают одинаковое напряжение, вот что я имею ввиду, а то что параметры силы тока, соправативления и напряжения выстраиваются согласно формуле это я понимаю, НО ПОДАЮ одно напряжение, так какой электромагнит сильнее?

или все таки равны? зачем тогда в школе путали нас, что чем больше витков тем сильнее и плотнее магнитное поле

Голосование за лучший ответ

Чем больше витков на катущку ты намотаешь, тем больший ток можещь на него подать. Соответственно сила магнита будет больше:))
По сути то что говорят это верно. Просто в детали не вдаются:))

Иван ПетровУченик (75) 6 лет назад

тогда почему намотав на гвоздь 10 витков провода получается маггнит слабее если тоже самое сделаю но уже с 20 витками? хотя батарейка одна и таже пальчиковая

Сергей Искусственный Интеллект (210957) Если ты возьмёшь и сваришь скажем 5 килограмм гречки и накормишь ими 10 человек. Это будет нормой. А если взять попробовать теми же 5ю килограммами накормить 20 человек? Тут будет уже мало. С катущкой так же. Больше витков, больше сопротивление естественно напряжение на витках катущки будет ниже соответственно и магнитное поле слабее. Нужно увеличивать напряжение подаваемое на катущку прямо пропорционально количеству витков в ней.

Илья ФоминМудрец (12440) 6 лет назад

Чем больше витков ты намотаешь на катушку, тем больше будет сопротивление катушки и тем меньший ток будет по ней течь при одинаковом напряжении.

КрейвинПрофи (664) 4 года назад
а если использовать сверхпроводник?

Поскольку магнитный поток прямо пропорционален и току. и индуктивности, а у второй катушки индуктивность в 2 раза больше, а ток в 4 раза меньше, вторая будет магнитить меньше.

LeonidВысший разум (388943) 6 лет назад
Э-э. а почему, собсно, ток меньше в ЧЕТЫРЕ раза?

Илья Фомин Мудрец (12440) Сечение в 2 раза меньше, и длина в 2 раза больше, получается сопротивление в 4 раза больше.

Ник ВасИскусственный Интеллект (288788) 6 лет назад
Какая индуктивность. В постоянном токе!!
Илья Фомин Мудрец (12440) Согласен, не индуктивность а магнитная индукция.

Если «силу электромагнита» измерять не в попугаях, а в каких-то удобоваримых физических единицах, то таковыми надо будет считать теслы магнитной индукции. При неизменной геометрии сердечника оные теслы будут пропорциональны веберам магнитного потока, а магнитный поток пропорционален числу витков и току. Наверняка встречали такую несистемную единицу, как ампер-витки. Вот в ампер-витках и будем измерять.
Теперь для простоты будем считать, что толщина намотки много меньше диаметра намотки, то есть катушка «тонкая». И ещё будем считать что эти 12 вольт — это идеальный источник напряжения, то есть с нулевым внутренним сопротивлением, способный отдавать любой ток. Сколь угодно большой.
Ну и смотрим, что получится.
Ток через катушку обратно пропорционален сопротивлению намотки. Сопротивление намотки, в свою очередь, пропорционально числу витков. Это автоматом означает, что ПРОИЗВЕДЕНИЕ ТОКА НА ЧИСЛО ВИТКОВ — КОНСТАНТА. Чем больше витков — тем пропорционально больше сопротивление и меньше ток. Вуаля. «Сила магнита» в такой трактовке вообще не зависит от числа витков.
Этот вывод может показаться парадоксальным, но фишка в том, что мы предположили идеальность источника напряжения. В реальном источнике всегда есть внутреннее сопротивление. То есть ток через катушку равен E/(Ri+Rк), где Ri — внутренне сопротивление, Rк = n*Ro — сопротивление катушки (n — число витков, Ro — сопротивление одного витка). В такой системе «ампер-витки» вычисляются как n*I = n*E/(Ri+Rк) = n*E/(Ri+n*Ro). Не штука видеть, что это гипербола. Число ампер-витков поначалу растёт, но по мере того, как nRo становится существенно больше Ri, функция асимптотически выходит на константу, то есть мы приближаемся к нашему идеальному случаю. Что, собсно, вполнеожидаемо.
Но в реальной катушке есть и ещё один фактор: «больше витков» часто означает «тоньше провод», а это тоже фактор, СНИЖАЮЩИЙ эффективность катушки как магнита. И это тоже можно попытаться оценить. Ясное дело, что если считать «площадь сечения намотки» константой (вот та самая заштрихованная часть на рисунке), то площадь провода будет обратно пропорциональна числу витков. А значит, сопротивление КАЖДОГО ВИТКА будет прямо пропорционально числу витков (вспоминаем формулу R = ρL/S; ρ и L тут не меняются, а вот S — уменьшается). И тогда формула для ампер-витков становится малость другой: n*I = n*E/(Ri+Rк) = n*E/(Ri+n²*Ro). Тут Ro уже не то, что в первой формуле, а скорее «сопротивление витка из провода стандартного диаметра». Вот n квадрат и отражает, что с изменением числа витков меняется диаметр.
И вот этот квадрат портит всю малину. Из-за этого квадрата число ампер-витков уже ИМЕЕТ МАКСИМУМ. То есть при заданной геометрии системы (толщина и длина намотки) существует определённое число витков, при котором эффективность катушки как магнита максимальна.
Ну вот так примерно.

&ЪИскусственный Интеллект (152285) 6 лет назад

На все Ответы, только вы в курсе за ампервитки.
Решпект. А то мне так никто и не ответил.
Бум разбирацца, отдельное от вопрошающего сенькс.

сила магнита зависит не просто от к-ва витков, а от произведения тока на количество витков. Читается — ампервитки. Так вот, чем больше ампервитков, тем сильнее магнит.

Научный форум dxdy

Последний раз редактировалось Kiev 18.11.2018, 11:36, всего редактировалось 15 раз(а).

Как получается, что индуктивность катушки пропорциональна квадрату числа витков?
$ L = N^2 L_0 $ где $L_0$ — индуктивность одного витка.

Рассуждения:
Если есть N магнитных моментов, то сумма магнитных моментов пропорционально N, а потоки от каждого момента дают суммарный поток пропорционально N.

$\Phi_0 = \mu_0 I_0 S$

$\Phi = \sum\limits^N M_0 = N \mu_0 I_0 S$

$I = \sum\limits^N I_0$

Индуктивность это пропорциональность между потоком и током, и можно считать что суммарный поток формируется суммой токов , а значит индуктивность одного витка равна индуктивности N витков.

$$ L = \frac<\Phi > = \frac < N \mu_0 I_0 S> = \mu_0 S $» /><br />Индуктивность одного витка: <img decoding=$

$N$

Но здесь проблема, что у витка с током в идеальном случае нет сопротивления, а значит нет никакой длинны и снижения тока в раз. 🙁

2) Взаимная индукция.
При сближении двух одинаковых витков с током, каждый виток создаёт взаимные потоки в другом.
$\Phi_1 = B_1 S_1 + B_2 S_1$
$\Phi_2 = B_2 S_2 + B_1 S_2$
$B_1 S_1 = B_2 S_2$
$ B_1 = B_2 = B_0 $ — симметрия,
$ S_1 = S_2 = S $ .

$\Phi = \Phi_1 + \Phi_2 = 2 B_0 S + B_2 S_1 + B_1 S_2 = 4 B_0 S = 4 \Phi_0$

Сумма потоков:

$\Phi_0 = B_1 S = B_0 S$

где — изолированный поток.

То есть, $\Phi = \sum\limits^N \Phi_0 = N^2 \Phi_0$
Если токи не суммируются, то есть через катушку идёт такой же ток, как через один виток $ I_0 $ .
$N^2 \Phi_0 = L I_0$
То получаем:
$ L = N^2 L_0 $

Подскажите, как получают квадратичную зависимость?

2. Магнитное поле катушки с током

Катушка получится, если плотно, виток к витку, намотать провод в достаточно длинную спираль (рис. 1 ). В катушке может быть несколько десятков, сотен или даже тысяч витков.

Соленоид (от греч. solen — «канал», «труба» и eidos — «подобный») — разновидность катушки с током. Обычно под термином «соленоид» подразумевается цилиндрическая обмотка из провода, причём длина такой обмотки многократно превышает её диаметр.

Рис. 1 . Изображение катушки

Рассмотрим рисунок 2 . Мы видим цепь, состоящую из источника тока, реостата и катушки. Катушка содержит большое число витков провода. При протекании тока по цепи железные опилки притягиваются к торцу катушки. А если тока нет, то притяжение не наблюдается.

цепь.png

Рис. 2 . Изображение цепи с катушкой, реостатом и источником тока

Если катушка в этом опыте будет подвешена на проводах, то при протекании тока в цепи, она установится в пространстве строго определённым образом. Точно так же, как и магнитная стрелка компаса (в направлении север — юг).

Это наблюдение позволяет сделать вывод, что катушка с током тоже имеет магнитные полюсы (рис. 3 ).

Рис. 3 . Изображение катушки, подвешенной на проводах с током

Логично предположить, что у катушки магнитное поле тоже имеется. Для доказательства можно воспользоваться железными опилками (рис. 4 ).

6 Asset 2.png

Рис. 4 . Изображение катушки с железными опилками
Железные опилки располагаются, образуя замкнутые кривые.

За направление линий магнитного поля принято направление от северного полюса катушки к южному (вне катушки с током).

Сила магнитного поля постоянного магнита невелика. Другое дело – электромагнит. Сила магнитного поля электромагнита может изменяться. Ее можно увеличивать или уменьшать. Основная часть любого электромагнита – катушка с намотанным на нее проводом. Рассмотрим опыт, изображенный на рисунке 2 . По виткам катушки протекает ток, и она притягивает к себе железные предметы (так проявляется магнитное действие тока). Если увеличить количество витков в катушке, не меняя силу тока в ней, то ее магнитное действие усилится, о чем свидетельствует увеличение количества притягиваемых предметов.

Физическая величина, характеризующая магнитные свойства катушки с током, связана линейной зависимостью с числом витков в ней.

На рисунке $5$ показан электрический контур, позволяющий экспериментально выявить взаимосвязь между силой тока и действием магнитного поля катушки.

Влияние на ток и магнитный поток количества витков провода на катушке

Гость Сергей

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Последние посетители 0 пользователей онлайн

Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу

Объявления

Сообщения

А где-же на видео готовый приёмник ? На столе колонка и мочалка из проводов . Нужно довести начатое до готового изделия . Слесарные работы занимают больше половины затраченного на конструкцию времени . Но без них не обойтись.

Попробуйте подтянуть контактные соединения или меняйте автомат. Он греется, внутри, тепловая защита срабатывает.

Если у вас после преобразователя с 3,7в на 8-9в стоит стабилизатор 78M05 (на фото маркировка неразборчива трехногого стабилизатора, это мое предположение), то с таким пульсаций почти не будет, тем более с такими (высококачественными) полимерными конденсаторами. Я так понимаю что вы использовали «усовершенствованую» прошивку с контролем батареи, она была написана для батареи 9в. Честно говоря я не могу сказать что нужно подправить в самой прошивке. Но если прошивку не трогать, то можно сделать так (два способа): 1. Подключить этот дополнительный делитель на входе микросхемы 78M05. Резистор 10К (R33 по новой схеме) показан как подборочный, вместо него можно поставить подстроечный на время настройки. В таком случае прибор будет показывать напряжение после преобразователя 34063, но до стабилизатора. Не самый лучший вариант, но косвенно можно судить о заряде батареи (ибо с понижением напряжения батареи будет падать и напряжение на выходе 34063. 2. Если подключить этот делитель (после выключателя питания, естественно), на входе 34063, то напряжение можно мерять более точно, но я не знаю, нет ли каких защит в программе насчет такого низкого (4,2в) напряжения. Но если предположить, что таких защит нет, то тогда нужно уменьшать сопротивление R32 (24K по схеме) до 10К или еще меньше (вплоть до нуля-перемычки вместо него). Это нужно будет подобрать экспериментально, чтобы показывало полный заряд (закрашенный символ батареи). И это на свой страх и риск. Но в любом случае нужно помнить, что напряжение в точке RA3 не должно превышать напряжение питания процессора, даже на 0,1в — иначе возможен триггерный эффект ( известная проблема в CMOS структурах) и процессор накрыться. Поэтому лучше чтобы напряжение в точке делителя было не больше 4,2в (для безопасности). О защите процессора нужно помнить, если вдруг вы решите поменять питание с лития на 9в батарейку или сменить плату питания. Да, для измерения собственно ESR это не нужно. Но возможность точного измерения мелких сопротивлений (и в том числе шунтов) это полезный бонус этого прибора, вот для этого точность измерений не помешает. Но точность измерений ниже 0,01 Ом очень трудно получить без применения прецизионных ОУ и позолоченных (или посеребряных) контактов для измерительных контактов.