① 電感的計算公式
一個通有電流為I的線圈(或迴路),其各匝交鏈的磁通量的總和稱作該線圈的磁鏈ψ。如果各線匝交鏈的磁通量都是Φ,線圈的匝數為N,則線圈的磁鏈ψ=NΦ。線圈電流I隨時間變化時,磁鏈Ψ也隨時間變化。根據電磁感應定律,在線圈中將感生自感電動勢EL,其值為
定義線圈的自感L為自感電動勢eL和電流的時間導數dI/dt的比值並冠以負號,即
以上二式中,ψ和eL的正方向,以及ψ和I的正方向都符合右手螺旋規則。已知電感L,就可以由dI/dt計算自感電動勢。此外,自感還可定義如下
線性磁媒質下四種自感計算公式
從工程觀點看,除鐵磁材料以外的媒質可認為是線性磁媒質,它們的磁導率近似等於真空磁導率μ0。置於這種媒質中的線圈的自感,只和線圈及其線匝導體的形狀、尺寸有關,和電流的量值無關。
四種幾何形狀簡單的線圈或迴路的自感L的計算公式如下:
(1)長螺線管的自感(忽略端部效應和線匝徑向尺寸)
式中l為螺線管的長度;S為螺線管的截面積;N為總匝數。
(2)無磁芯環形密繞線圈的自感(環的截面為正方形,環的平均半徑為R)
式中b為正方形截面的邊長;N為總匝數。若R≫b,則近似有L≈μ0Nb/2πR,形式上與長螺線管自感計算式相同。
(3)同軸電纜的自感(忽略端部效應)
式中R1、R2分別為同軸電纜內外導體的半徑;l為電纜長度;Li和Lo分別稱為同軸電纜的內自感和外自>感,其中內自感Li的值僅與電纜內導體的長度有關,而與其半徑無關。
(4)二線傳輸線的自感(忽略端部效應)
式中R為兩導線的半徑;l為傳輸線長度;D為兩導線軸線間距離。 設線性磁媒質中有兩個相鄰的線圈。線圈1中有電流I1。I1產生的與線圈2交鏈的那部分磁通量形成互感磁鏈ψ21。電流I1隨時間變化時,ψ21也隨之變化;由電磁感應定律,線圈2中將出現互感電動勢M2
定義線圈1對線圈2的互感M21為
或
類似的,若線圈2中有電流I2,它產生互感磁鏈ψ12與線圈1交鏈。I2變化時,線圈1中出現互感電動勢EM1
式中M12稱線圈2對線圈1的互感。上式是M12的定義式。
若電流I1是恆定電流,或I1是變化率較低的時變電流,互感磁鏈ψ12和I1成正比,此比例系數(正常數)即線圈1對線圈2的互感M21,且
ψ21=M21I1
類似的,若電流I2是恆定電流或變化率較低的時變電流,ψ2和I2成正比,比例系數即線圈2對線圈1的互感M12,且
ψ12=M12I2
理論證明,M12=M21,用M代表它們,則
在線圈1、2中同時通以時變電流,它們分別是I1、I2時,線圈中的感應電動勢e1,e2是自感電動勢和互感電動勢之和
線性磁媒質下二種互感計算公式
互感M不僅和線圈及其導體的形狀、尺寸、真空磁導率μ0有關,還和兩線圈的相互位置有關。
(1)兩同軸長螺線管間的互感(忽略端部效應,近似認為兩螺線管半徑為同一數值R,設兩螺線管長度分別為l1和l2,且l1>l2)
式中N1,N2分別為兩螺線管的匝數。
(2)兩對傳輸線間的互感(設兩對二線傳輸線AA′和BB′相互平行,忽略端部效應及導線半徑的影響)
式中DAB′、DA′B、DAB、DA′B′分別為兩對傳輸線間相應導線間的距離,如圖示;l為傳輸線長度。 三根輸電線之間有互感。在採用三相輸電線換位技術後,各相均衡。在考慮了自感磁鏈和互感磁鏈的效應後,可得每一相兩對平行的傳輸線輸電線單位長度的等效電感L為
式中D=(DAB、DBC、DCA分別為相應相線間的距離)稱幾何平均距離;R為導線半徑。
② 關於電纜的感應電壓...
是感 應電。感應的原理,是導體相當於極板。絕緣層相當於電容的介質。
這樣,這三根線之間就相當於接入了容量隨長度變化的電容。由於這些「電容」的分壓作用,使得感應的電壓接近一半後,不可能再無限地增加。
③ 感應電纜適用環境
感應電纜適用於多種需要進行安全防護的環境,具體包括以下幾點:
綜上所述,感應電纜憑借其卓越的探測性能和廣泛的適用場景,成為現代安全防護體系中的重要組成部分,能夠提供全天候、全方位的安全保障。
④ 電纜載流量怎麼算
電纜載流量與導線截面積有關,也與導線的材料、型號、敷設方法以及環境溫度等有關,計算也較復雜。各種導線的載流量通常可以從手冊中查找。但利用口訣再配合一些簡單的心算,便可直接算出導線的載流量,比較方便。載流量是在規定條件下,導體能夠連續承載而不致使其穩定溫度超過規定值的最大電流。
導線截面積(mm2)與載流量(A)的粗略倍數關系常用鋁芯導線標稱截面積與載流量的粗略關系如下:
導線截面積與載流量關系口訣及解釋
一、鋁芯絕緣線載流量與截面積的倍數關系
10下五,100上二截面積在10mm2以下,載流量都是截面積數值的5倍。截面積100mm2以上的載流量是截面積數值的2倍。
25、35,四、三界截面積為25mm2與35mm2的,載流量在4倍和3倍的分界處。
70、95,兩倍半截面積為70mm2、95mm2的,載流量為截面積的2.5倍。
穿管、溫度,八、九折對於穿管敷設(包括槽板等),即導線加有保護套層,不明露的,計算後的載流量要打八折;若環境溫度超過25℃,計算後要打九折;若即穿管敷設,溫度又超過25℃,則打八折後再打九折,或簡單按一次打七折計算。
裸線加一半對於裸鋁線的載流量,計算後再加一半。這是指相同截面積裸鋁線與鋁芯絕緣線比較,載流量可加大一半。
例如,對裸鋁線載流量的計算:當截面積為16mm2時,載流量為16×4×1.5=96A,若在高溫下,則載流量為16×4×1.5×0.9=86.4A。
二、銅芯絕緣線載流量與截面積的倍數關系
銅線升級算將銅導線的截面積按截面積排列順序提升一級,再按相應的鋁線條件計算。例如,截面積為35mm2裸銅線,環境溫度為25℃,載流量的計算為:升級為50mm2裸鋁線即得50×3×1.5=225A。誤差說明:從上述內容中可以看出,導線載流量隨截面積的增大而減小,在倍數轉變的交界處,誤差稍大些。比如截面積25mm2和35mm2是4倍與3倍的分界處,25mm2屬4倍的范圍,它按口訣算為100A,但按手冊為97A;而35mm2則相反,按口訣算為105A,但查表為117A。不過,這對使用的影響不大。
三、一般銅導線載流量導線的安全載流量
一般銅導線載流量導線的安全載流量是根據所允許的線芯最高溫度、冷卻條件、敷設條件來確定的。一般銅導線的安全載流量為鋁導線的安全載流量為3~5A/mm²。<關鍵點>一般銅導線的安全載流量為5~8A/mm²,鋁導線的安全載流量為3~5A/mm²。
如:2.5 mm² BVV銅導線安全載流量的推薦值2.5×8A/mm²=20A ,4mm²BVV銅導線安全載流量的推薦值4×8A/mm²=32A