Calculateur d'Inductances en Série

Calculez l'inductance équivalente, le stockage d'énergie magnétique et la distribution de courant pour les inductances connectées en série.

Déterminez l'inductance totale, le courant traversant chaque inductance et l'énergie magnétique stockée lorsque les inductances sont connectées en série. Essentiel pour la conception et l'analyse de circuits.

Exemples

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Basic Two Inductor Series

Série de Deux Inductances de Base

Two inductors in series with equal values - common in filter circuits and energy storage applications.

L₁: 0.001 H

L₂: 0.001 H

Courant: 2.0 A

Filter Circuit Configuration

Configuration de Circuit Filtre

Three inductors with different values creating a filter circuit for signal processing applications.

L₁: 0.001 H

L₂: 0.002 H

L₃: 0.003 H

Courant: 1.5 A

Energy Storage System

Système de Stockage d'Énergie

Four inductors in series for high energy storage applications with balanced inductance distribution.

L₁: 0.001 H

L₂: 0.001 H

L₃: 0.001 H

L₄: 0.001 H

Courant: 5.0 A

Mixed Inductance Values

Valeurs d'Inductance Mixtes

Inductors with different values showing how energy distributes proportionally to inductance.

L₁: 0.001 H

L₂: 0.005 H

L₃: 0.002 H

Courant: 3.0 A

Autres titres
Comprendre le Calculateur d'Inductances en Série : Un Guide Complet
Maîtrisez les principes des connexions d'inductances en série, la distribution de courant et les calculs d'inductance équivalente. Connaissances essentielles pour la conception électronique et l'analyse de circuits.

Que sont les Inductances en Série ?

  • Définition de Base
  • Connexion en Série
  • Caractéristiques Clés
Les inductances en série sont connectées bout à bout, avec le même courant traversant chaque inductance séquentiellement. Cette configuration crée un chemin unique pour le flux de courant et résulte en propriétés électriques spécifiques qui diffèrent des connexions parallèles. Comprendre le comportement des inductances en série est crucial pour concevoir des filtres, des systèmes de stockage d'énergie et des applications électromagnétiques.
Caractéristiques de Connexion en Série
Lorsque les inductances sont connectées en série, elles partagent le même courant (I) mais peuvent avoir des tensions différentes aux bornes de chaque inductance. La tension totale est la somme des tensions individuelles : V_total = V₁ + V₂ + V₃ + ... + Vₙ. Cette distribution de tension est proportionnelle aux valeurs d'inductance, ce qui signifie que les inductances plus grandes reçoivent une tension plus élevée.
Formule d'Inductance Équivalente
L'inductance équivalente des inductances en série est calculée en utilisant une simple addition : L_équivalent = L₁ + L₂ + L₃ + ... + Lₙ. Cette formule montre que l'inductance totale est toujours supérieure à la plus grande inductance individuelle. Ceci est différent des condensateurs en série, où l'inductance équivalente diminue.
Principe de Distribution du Courant
Dans les inductances en série, le même courant traverse toutes les inductances : I₁ = I₂ = I₃ = ... = Iₙ = I_total. Ceci est un principe fondamental des connexions en série et est essentiel pour comprendre le stockage d'énergie et les calculs de flux magnétique.

Propriétés Clés des Inductances en Série :

  • L'inductance équivalente est toujours supérieure à la plus grande inductance
  • Le même courant traverse toutes les inductances
  • La tension se distribue proportionnellement aux valeurs d'inductance
  • L'énergie totale stockée égale la somme des énergies individuelles

Guide Étape par Étape pour Utiliser le Calculateur

  • Exigences d'Entrée
  • Processus de Calcul
  • Interprétation des Résultats
Utiliser efficacement le calculateur d'inductances en série nécessite de comprendre les paramètres d'entrée et d'interpréter correctement les résultats. Suivez ces étapes pour des calculs précis et des résultats significatifs.
1. Entrez les Valeurs d'Inductance
Commencez par entrer les valeurs d'inductance pour chaque inductance de la série. Vous devez fournir au moins deux valeurs d'inductance (L₁ et L₂). Les inductances supplémentaires (L₃, L₄) sont optionnelles. Utilisez les unités appropriées : 1mH = 0,001H, 1μH = 0,000001H. Assurez-vous que toutes les valeurs sont des nombres positifs.
2. Spécifiez le Courant Total
Entrez le courant total traversant la combinaison série. Ce courant sera le même à travers toutes les inductances. Le calculateur calculera automatiquement l'énergie magnétique stockée dans chaque inductance et le flux magnétique total.
3. Analysez les Résultats
Le calculateur fournit plusieurs résultats clés : inductance équivalente (inductance totale de la combinaison série), énergie magnétique totale stockée, flux magnétique total et distribution du courant. Utilisez ces valeurs pour vérifier votre conception de circuit et assurer des cotes de courant appropriées.
4. Vérifiez les Cotes de Courant
Vérifiez que le courant calculé à travers chaque inductance ne dépasse pas sa cote de courant. Puisque le même courant traverse toutes les inductances en série, assurez-vous que toutes les inductances peuvent gérer le courant spécifié sans saturation ou surchauffe.

Scénarios de Calcul Courants :

  • Deux inductances égales : L_équivalent = 2L, distribution d'énergie égale
  • Trois inductances : L_équivalent = L₁ + L₂ + L₃
  • Calcul d'énergie : E_total = ½ × L_équivalent × I_total²
  • Flux magnétique : Φ_total = L_équivalent × I_total

Applications Réelles des Inductances en Série

  • Circuits Filtres
  • Stockage d'Énergie
  • Systèmes Électromagnétiques
Les configurations d'inductances en série trouvent de nombreuses applications en électronique, des circuits filtres simples aux systèmes de stockage d'énergie complexes. Comprendre ces applications aide à concevoir des circuits efficaces.
Circuits Filtres
Les inductances en série sont couramment utilisées dans les filtres passe-bas où elles fournissent une réactance inductive pour bloquer les signaux haute fréquence tout en permettant aux signaux basse fréquence de passer. L'inductance équivalente détermine la fréquence de coupure et les caractéristiques du filtre. Plusieurs inductances en série peuvent créer des réponses de filtre plus complexes.
Systèmes de Stockage d'Énergie
Les inductances stockent l'énergie dans leurs champs magnétiques. Les connexions en série permettent une inductance totale plus élevée, permettant une plus grande capacité de stockage d'énergie. Ceci est utile dans l'électronique de puissance, les systèmes de récupération d'énergie et les applications de stockage d'énergie électromagnétique où de grandes quantités d'énergie doivent être stockées et libérées.
Applications Électromagnétiques et RF
Dans les circuits radiofréquence (RF), les inductances en série sont utilisées pour l'adaptation d'impédance, les circuits résonants et l'accord d'antenne. L'inductance équivalente affecte la fréquence de résonance et la bande passante des circuits RF. Plusieurs inductances peuvent fournir un meilleur contrôle de la réponse en fréquence.

Exemples d'Applications :

  • Filtres passe-bas dans les systèmes audio et de communication
  • Stockage d'énergie dans les alimentations à découpage
  • Adaptation d'impédance dans les circuits RF et d'antenne
  • Stockage d'énergie magnétique dans les systèmes électromagnétiques

Idées Fausses Courantes et Méthodes Correctes

  • Série vs Parallèle
  • Distribution du Courant
  • Stockage d'Énergie
Plusieurs idées fausses existent sur les inductances en série qui peuvent mener à des erreurs de conception. Comprendre celles-ci aide à éviter les pièges courants et assure un fonctionnement correct du circuit.
Idée Fausse : Les Inductances en Série Se Comportent Comme des Condensateurs
Contrairement aux condensateurs en série, les inductances en série ont une inductance totale augmentée. L'inductance équivalente est toujours supérieure à la plus grande inductance individuelle. Ceci est dû au fait que la longueur effective du chemin magnétique augmente dans les connexions en série, améliorant l'inductance globale.
Mythes sur la Distribution du Courant
Une erreur courante est d'assumer des valeurs de courant différentes à travers des inductances avec des valeurs d'inductance différentes. En réalité, le même courant traverse toutes les inductances en série : I₁ = I₂ = I₃ = ... = Iₙ. La tension aux bornes de chaque inductance varie proportionnellement à son inductance.
Stockage d'Énergie en Série
L'énergie totale stockée dans les inductances en série égale la somme des énergies individuelles : E_total = E₁ + E₂ + E₃ + ... + Eₙ. Cependant, la formule d'inductance équivalente affecte la façon dont cette énergie est distribuée parmi les inductances, avec les inductances plus grandes stockant plus d'énergie.

Considérations Importantes de Conception :

  • Assurez-vous que toutes les inductances peuvent gérer le même courant
  • Considérez le couplage magnétique entre les inductances proches
  • Tenez compte de la résistance et de la capacité parasites
  • Vérifiez les cotes de courant de saturation pour toutes les inductances

Dérivation Mathématique et Exemples

  • Dérivation de Formule
  • Exemples Numériques
  • Calculs Avancés
Comprendre les fondements mathématiques des calculs d'inductances en série fournit un aperçu plus profond du comportement du circuit et permet des approches de conception plus sophistiquées.
Dérivation de l'Inductance Équivalente
La formule d'inductance équivalente Léquivalent = L₁ + L₂ + L₃ + ... + Lₙ peut être dérivée de la loi d'induction de Faraday. Lorsque les inductances sont en série, la tension induite totale est la somme des tensions individuelles : Vtotal = V₁ + V₂ + V₃ + ... + Vₙ. Puisque V = L(di/dt), nous obtenons L_équivalent(di/dt) = L₁(di/dt) + L₂(di/dt) + L₃(di/dt) + ... + Lₙ(di/dt). En divisant par di/dt, nous obtenons la formule série.
Calculs de Stockage d'Énergie
L'énergie magnétique stockée dans une inductance est donnée par E = ½LI². Pour les inductances en série, l'énergie totale est Etotal = ½L₁I² + ½L₂I² + ½L₃I² + ... + ½LₙI² = ½(L₁ + L₂ + L₃ + ... + Lₙ)I² = ½LéquivalentI². Ceci montre que l'énergie totale égale l'énergie stockée dans l'inductance équivalente.
Calculs de Flux Magnétique
Le flux magnétique à travers une inductance est Φ = LI. Pour les inductances en série, le flux total est Φtotal = L₁I + L₂I + L₃I + ... + LₙI = (L₁ + L₂ + L₃ + ... + Lₙ)I = LéquivalentI. Cette relation est utile pour l'analyse de circuits magnétiques et la conception de transformateurs.

Exemples Mathématiques :

  • Deux inductances de 1mH en série : L_équivalent = 2mH
  • Énergie avec un courant de 2A : E = ½ × 0,002H × (2A)² = 4mJ
  • Trois inductances (1mH, 2mH, 3mH) : L_équivalent = 6mH
  • Flux magnétique : Φ = 6mH × 2A = 12mWb