§01 串聯色環電感

 

在昨天的 色環電感外部磁場泄露[1] 測ce試shi中zhong，初chu步bu探tan討tao了le使shi用yong色se環huan電dian感gan作zuo為wei天tian線xian放fang大da器qi扼e流liu圈quan負fu載zai的de情qing況kuang下xia
，如ru何he避bi免mian由you於yu漏lou感gan引yin起qi的de放fang大da器qi磁ci耦ou合he自zi激ji振zhen蕩dang的de情qing況kuang。在zai留liu言yan區qu中zhong 佟超 給出了 一個非常有趣的建議：那(na)就(jiu)是(shi)利(li)用(yong)兩(liang)個(ge)色(se)環(huan)電(dian)感(gan)局(ju)部(bu)電(dian)氣(qi)串(chuan)聯(lian)在(zai)一(yi)起(qi)
，但(dan)結(jie)構(gou)上(shang)並(bing)聯(lian)在(zai)一(yi)起(qi)
，並(bing)且(qie)極(ji)性(xing)相(xiang)反(fan)，如(ru)此(ci)構(gou)成(cheng)一(yi)個(ge)局(ju)部(bu)準(zhun)磁(ci)環(huan)的(de)結(jie)構(gou)，可(ke)以(yi)大(da)大(da)減(jian)少(shao)外(wai)漏(lou)的(de)磁(ci)場(chang)量(liang)，同(tong)時(shi)在(zai)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)上(shang)也(ye)提(ti)高(gao)了(le)電(dian)感(gan)的(de)電(dian)感(gan)量(liang)。下(xia)麵(mian)通(tong)過(guo)具(ju)體(ti)測(ce)量(liang)來(lai)檢(jian)驗(yan)這(zhe)種(zhong)連(lian)接(jie)方(fang)式(shi)對(dui)於(yu)兩(liang)個(ge)電(dian)感(gan)最(zui)終(zhong)的(de)電(dian)感(gan)量(liang)
、漏磁場的影響。

 

參與實驗的兩個色環電感

 

測試所使用的兩個色環電感的參數，使用 NanoVNA[2] 測量電感在150kHz下的參數：

 

 ◎ 電感1的參數（@150kHz）： 
 

   電感（uH）：4158.6

   串聯電阻（Ω）：213.16

   品質因子Q：18.39
 

 ◎ 電感2的參數（@150kHz）： 
 

   電感（uH）：4116.91

   串聯電阻（Ω）：212.17

   品質因子Q：18.29

 

1.電感串聯

  

將兩個電感進行串聯，在空間上它們可以呈現不耦合（相距很遠），並行放在一起同相耦合和反向耦合。

 

（1）不耦合

 

 ◎ 串聯電感的參數（@150kHz）： 

 

   電感（uH）：8479.51

   串聯電阻（Ω）：648.05

           品質因子Q：12.33

 

兩個電感不耦合

 

（2）同相耦合

 

 ◎ 串聯電感的參數（@150kHz）：

 

   電感（uH）：11069.5

   串聯電阻（Ω）：804.99

   品質因子Q：12.96

 

兩個電感串聯同相耦合

 

（3）反向耦合

 

 ◎ 串聯電感的參數（@150kHz）： 

 

   電感（uH）：10501.16

   串聯電阻（Ω）：579.53

   品質因子Q：17.08

 

兩個電感串聯
，反向耦合

 

2.電感並聯

 

（1）不耦合

 

 ◎ 串聯電感的參數（@150kHz）： 

 

   電感（uH）：2029.75

   串聯電阻（Ω）：75.46

   品質因子Q：25.35

 

兩個電感並聯不耦合

 

（2）同相耦合

 

 ◎ 串聯電感的參數（@150kHz）： 

 

   電感（uH）：1617.11

   串聯電阻（Ω）：66.48

           品質因子Q：22.92

 

兩個電感並聯
，同相耦合

 

（3）反向耦合

 

 ◎ 串聯電感的參數（@150kHz）： 

 

   電感（uH）：1640.01

   串聯電阻（Ω）：62.91

   品質因子Q：24.56

 

兩個電感並聯，反向耦合

 

3.結果總結

 

（1）電感測量表格

 

將上麵的測量結果總結在下麵的表格中。

 

 

（2）測量互感

  

根據 有互感的電感的串並聯[3] 考慮帶有互感的電感串聯，互感 
，串聯的電感為：

 

 

串聯的電感為：

 

 

那na麼me上shang麵mian的de測ce量liang結jie果guo來lai看kan，當dang兩liang個ge電dian感gan靠kao在zai一yi起qi的de時shi候hou
，無wu論lun是shi他ta們men的de極ji性xing是shi相xiang同tong
，還hai是shi相xiang反fan，所suo獲huo得de串chuan聯lian電dian感gan都dou是shi增zeng加jia的de。同tong樣yang


，對dui於yu並bing聯lian，並bing聯lian在zai一yi起qi

，如ru果guo耦ou合he在zai一yi起qi對dui應ying的de電dian感gan也ye是shi降jiang低di了le。因yin此ci，這zhe裏li其qi中zhong相xiang互hu耦ou合heM都是大於零的。

  

根據上麵的測量值，可以測量在不同耦合下對應的兩個電感之間的互感。串聯互感計算公式：

 

 

並聯互感計算公式：

 

 

 

可以看到放在一起的兩個色環電感，他們之間的互感總是大於零的。這一點是很奇怪的。他們之間的互感係數大體在0.3左右。

 

※ 總結討論 ※

 

通過實驗驗證了原來一直想知道的
，當兩個色環電感靠近在一起他們之間的互感大體為0.3左右。令人想不到的是， 無論兩個電感的方向如何，他們之間的互感總是正的，而且大體在0.3左右。 。

 

靠近的兩個電感之間的磁場

 

關於為什兩個靠近的工字型的電感之間的互感總是正的？這一點還有點進一步的理解
、探討。誰能告訴我其中的道理呢？

 

參考資料

 

[1]色環電感外部磁場泄露: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/116858591

[2]NanoVNA: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/116295857

[3]有互感的電感的串並聯: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/113498649

 

 

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