BobineBobine

Serban Dana-Serban Dana-MariaMaria

Grupa: 113B Grupa: 113B

IntroducereIntroducere

Prezentarea bobineiPrezentarea bobinei Descrierea relatiei tensiune-curent a Descrierea relatiei tensiune-curent a

bobineibobinei Prezentarea inductantei in serie si Prezentarea inductantei in serie si

in paralel a bobinelorin paralel a bobinelor

Definitia bobineiDefinitia bobinei

Bobinele sunt componente special Bobinele sunt componente special concepute pentru a profita de concepute pentru a profita de fenomenul electromagnetismuluifenomenul electromagnetismului sub sub forma unei înfăşurări de material forma unei înfăşurări de material conductor. conductor.

Această formă suportă un câmp Această formă suportă un câmp magnetic mai intens decât cel produs magnetic mai intens decât cel produs de un simplu fir. de un simplu fir.

Unele înfăşurări ale bobinelor sunt Unele înfăşurări ale bobinelor sunt realizate în jurul unui anumit tip de realizate în jurul unui anumit tip de material, denumit miez. Miezul unei material, denumit miez. Miezul unei bobine poate fi drept, sau poate forma bobine poate fi drept, sau poate forma un drum închis (pătrat, rectangular, un drum închis (pătrat, rectangular, circular) pentru menţinerea completă a circular) pentru menţinerea completă a fluxului magnetic. fluxului magnetic.

Simbolul bobineiSimbolul bobinei Simbolul unei bobine, precum şSimbolul unei bobine, precum şi i cel al cel al

condensatorului, este simplu, reprezentând condensatorului, este simplu, reprezentând înfăşurarea conductorului.înfăşurarea conductorului.

Deşi o înfăşurare generală este simbolul oricărei Deşi o înfăşurare generală este simbolul oricărei bobine, cele cu miez sunt câteodată deosebite bobine, cele cu miez sunt câteodată deosebite de celelalte prin adăugarea a două linii paralele de celelalte prin adăugarea a două linii paralele cu axa sa.cu axa sa.

Un simbol mai nou pentru bobină nu mai Un simbol mai nou pentru bobină nu mai reprezintă înfăşurarea propriu-zisă, ci se reprezintă înfăşurarea propriu-zisă, ci se limitează la reprezentarea câtorva „cocoaşe” limitează la reprezentarea câtorva „cocoaşe” în serieîn serie..

FFuncţionarea bobinei în uncţionarea bobinei în circuitcircuit Curentul electric produce un câmp magnetic Curentul electric produce un câmp magnetic

concentrat în jurul bobinei, iar acest flux concentrat în jurul bobinei, iar acest flux magnetic reprezintă o stocare de magnetic reprezintă o stocare de energie cinetică datorată deplasării electronilor datorată deplasării electronilor prin înfăşurare. Cu cât valoarea curentului prin prin înfăşurare. Cu cât valoarea curentului prin bobină este mai mare, cu atât va fi mai puternic bobină este mai mare, cu atât va fi mai puternic câmpul magnetic şi cu atât mai mare va fi câmpul magnetic şi cu atât mai mare va fi energia stocată de bobină.energia stocată de bobină.

Energia stocată dintr-o bobină depinde de Energia stocată dintr-o bobină depinde de cantitatea de curent ce o străbate. Abilitatea cantitatea de curent ce o străbate. Abilitatea unei bobine de a stoca energie în funcţie de unei bobine de a stoca energie în funcţie de curent se traduce printr-o tendinţă de curent se traduce printr-o tendinţă de menţinere constantă a curentului ce o menţinere constantă a curentului ce o străbate. Cu alte cuvinte, bobinele tind să se străbate. Cu alte cuvinte, bobinele tind să se opună variaţiei curentului. Atunci când opună variaţiei curentului. Atunci când valoarea curentului printr-o bobină creşte valoarea curentului printr-o bobină creşte sau descreşte, aceasta „rezistă” variaţiei sau descreşte, aceasta „rezistă” variaţiei producând o tensiune la bornele sale de producând o tensiune la bornele sale de polaritate opusă variaţiei.polaritate opusă variaţiei.

Stocarea şi eliberarea Stocarea şi eliberarea energieienergiei

Pentru a stoca energie într-o bobină, Pentru a stoca energie într-o bobină, curentul prin aceasta trebuie să crească. curentul prin aceasta trebuie să crească. Acest lucru înseamnă că şi câmpul Acest lucru înseamnă că şi câmpul magnetic trebuie să crească în forţă, iar magnetic trebuie să crească în forţă, iar această variaţie a forţei câmpului produce această variaţie a forţei câmpului produce la rândul ei o cădere tensiune conform la rândul ei o cădere tensiune conform principiului (auto)principiului (auto)inducţiei electromagnetice. De asemenea, . De asemenea, pentru a ceda energia stocată într-o bobină, pentru a ceda energia stocată într-o bobină, curentul prin aceasta trebuie să scadă. curentul prin aceasta trebuie să scadă.

„„Legea de mişcare” a Legea de mişcare” a bobineibobinei

Asemenea legii de mişcare a lui NewtonAsemenea legii de mişcare a lui Newton; ; Electronii ce se deplasează printr-o bobină tind Electronii ce se deplasează printr-o bobină tind să rămână în mişcare; electronii ce se află în să rămână în mişcare; electronii ce se află în repaos într-o bobină tind să rămână în repaos.”repaos într-o bobină tind să rămână în repaos.”

Teoretic, o bobină scurt-circuitată va menţine o Teoretic, o bobină scurt-circuitată va menţine o valoare constantă a curentului la bornele sale valoare constantă a curentului la bornele sale fără niciun ajutor externfără niciun ajutor extern..

BBobina ca o sarcinăobina ca o sarcină

Când curentul printr-o bobină creşte, aceasta Când curentul printr-o bobină creşte, aceasta va genera o cădere de tensiune în direcţia va genera o cădere de tensiune în direcţia opusă deplasării electronilor, comportamentul opusă deplasării electronilor, comportamentul fiind asemenea unei sarcini. În această situaţie, fiind asemenea unei sarcini. În această situaţie, spunem că bobina se încarcă, deoarece energie spunem că bobina se încarcă, deoarece energie stocată sub formă de câmp magnetic creşte. stocată sub formă de câmp magnetic creşte. Observaţi polaritate tensiuni faţă de direcţia Observaţi polaritate tensiuni faţă de direcţia curentului.curentului.

BBobina ca o sursă de obina ca o sursă de putereputere

Atunci când curentul prin bobină descreşte, căderea Atunci când curentul prin bobină descreşte, căderea de tensiune generată de aceasta este îndreptată spre de tensiune generată de aceasta este îndreptată spre direcţia de deplasare a electronilor, comportamentul direcţia de deplasare a electronilor, comportamentul fiind asemenea unei surse de putere. În această fiind asemenea unei surse de putere. În această situaţie, spunem că bobina se descarcă, deoarece situaţie, spunem că bobina se descarcă, deoarece stocul de energie descreşte, fiind eliberată în stocul de energie descreşte, fiind eliberată în circuitul extern. Observaţi polaritatea căderii de circuitul extern. Observaţi polaritatea căderii de tensiune faţă de direcţia curentului.tensiune faţă de direcţia curentului.

Inductanţa (L)Inductanţa (L)

Măsura capacităţii unei bobine de Măsura capacităţii unei bobine de stocare a energiei pentru o anumită stocare a energiei pentru o anumită valoare a curentului poartă numele de valoare a curentului poartă numele de inductanţă. Inductanţa măsoară şi inductanţă. Inductanţa măsoară şi intensitatea opoziţiei variaţiei de intensitatea opoziţiei variaţiei de curent (valoarea tensiunii auto-induse curent (valoarea tensiunii auto-induse pentru o anumită rată de variaţie a pentru o anumită rată de variaţie a curentului). Simbolul acesteia este „L”, curentului). Simbolul acesteia este „L”, iar unitatea de măsură este Henry, iar unitatea de măsură este Henry, prescurtat „H”.prescurtat „H”.

Inductanţa bobinelor Inductanţa bobinelor serieserie Din Din figura, figura, aflam ca la conectarea bobinelor în aflam ca la conectarea bobinelor în

serie, inductanţa totală este suma inductanţelor serie, inductanţa totală este suma inductanţelor individuale ale bobinelor. Acest lucru se datorează individuale ale bobinelor. Acest lucru se datorează faptului că inductanţa este valoarea căderii de faptului că inductanţa este valoarea căderii de tensiune pe o bobină în funcţie de rata de variaţie tensiune pe o bobină în funcţie de rata de variaţie a curentului prin ea. Dacă bobinele sunt conectate a curentului prin ea. Dacă bobinele sunt conectate în serie, atunci valoarea totală a căderii de în serie, atunci valoarea totală a căderii de tensiune ca urmare a variaţiei curentului va fi tensiune ca urmare a variaţiei curentului va fi suma căderilor individuale; se crează astfel o suma căderilor individuale; se crează astfel o tensiune totală mult mai mare decât este posibilă tensiune totală mult mai mare decât este posibilă pe fiecare bobină în parte, dacă aceasta ar fi fost pe fiecare bobină în parte, dacă aceasta ar fi fost conectată singură în circuit.conectată singură în circuit.

O valoare mai mare a tensiunii pentru O valoare mai mare a tensiunii pentru aceeaşi valoare a variaţiei curentului aceeaşi valoare a variaţiei curentului înseamnă o inductanţă mai mare.înseamnă o inductanţă mai mare.

Astfel, inductanţa totală pentru Astfel, inductanţa totală pentru bobinele serie este mai mare decât bobinele serie este mai mare decât inductanţele individuale ale bobinelor. inductanţele individuale ale bobinelor. Formula pentru calcularea inductanţei Formula pentru calcularea inductanţei serie este asemănătoare celei pentru serie este asemănătoare celei pentru calculul rezistenţelor în serie:calculul rezistenţelor în serie:

Inductanţa bobinelor Inductanţa bobinelor paralelparalel

La conectarea bobinelor în paralel, La conectarea bobinelor în paralel, inductanţa totală este mai mică decât inductanţa totală este mai mică decât inductanţele individuale ale bobinelor. inductanţele individuale ale bobinelor. Explicaţia este asemănătoare celei pentru Explicaţia este asemănătoare celei pentru conectarea bobinelor în serie. Măsura conectarea bobinelor în serie. Măsura inductanţei este valoarea căderii de inductanţei este valoarea căderii de tensiune pe bobină pentru o anumită rată tensiune pe bobină pentru o anumită rată de variaţie a curentului prin aceasta. de variaţie a curentului prin aceasta.

O cădere de tensiune mai mică pentru O cădere de tensiune mai mică pentru aceeaşi rată de variaţie a curentului aceeaşi rată de variaţie a curentului înseamnă o inductanţă mai mică.înseamnă o inductanţă mai mică.

Prin urmare, inductanţa totală este Prin urmare, inductanţa totală este mai mică decât valoarea inductanţei ce mai mică decât valoarea inductanţei ce ar fi fost posibilă pe fiecare bobină luată ar fi fost posibilă pe fiecare bobină luată în parte. Formula de calcul a în parte. Formula de calcul a inductanţei paralele are aceeaşi formă inductanţei paralele are aceeaşi formă ca şi a rezistenţelor conectate în ca şi a rezistenţelor conectate în paralel:paralel:

ConcluziiConcluzii

Caracteristic comportării bobinelor în curent Caracteristic comportării bobinelor în curent alternativ este faptul că datorită fenomenului de alternativ este faptul că datorită fenomenului de autoinducţie, la aplicarea unei tensiuni la bornele autoinducţie, la aplicarea unei tensiuni la bornele circuitului, curentul nu atinge instantaneu circuitului, curentul nu atinge instantaneu valoarea maximă posibilă, ci prezintă o întârziere, valoarea maximă posibilă, ci prezintă o întârziere, intensitatea curentului electric prin bobină fiind intensitatea curentului electric prin bobină fiind defazată cu π/2 în urma tensiunii.defazată cu π/2 în urma tensiunii.

In concluzie,bobina se comporta in curent In concluzie,bobina se comporta in curent alternativ,ca si rezistorul,numai ca aceasta alternativ,ca si rezistorul,numai ca aceasta introduce defazaje intre tensiune si intensitate cu introduce defazaje intre tensiune si intensitate cu +π/2,respectiv -π/2.+π/2,respectiv -π/2.