Nā nīnau hoʻohālike e kūkākūkā ana i ka Inductance a me nā Transformers
ʻElua mau manaʻo koʻikoʻi o ka Inductance a me nā transformers i ka uila, ʻoiai ma ke ʻano o nā kaapuni AC (alternating current). ʻO ka hoʻomaopopo ʻana i kā lākou hana e kōkua i nā ʻano hana like ʻole, mai ka hoʻolālā kaapuni uila a hiki i nā noi ma nā hale a me nā ʻoihana. Ma kēia ʻatikala, e kūkākūkā mākou i nā pilikia hoʻohālike a me nā hoʻonā e pili ana i ka inductance a me nā transformers.
Hoʻolauna i ka Inductance
ʻO ka Inductance ka hiki o kahi ʻāpana uila, e like me ka coil, e hana i kahi EMF i hoʻokomo ʻia (ikaika electromotive) ke kahe kahi loli o ke au ma o ia mea. Ua kapa ʻia kahi ʻāpana me ka inductance he inductor. ʻO ke anakahi o ka inductance ʻo Henry (H).
ʻO ke ʻano kumu e pili ana i ka inductance:
\[ V_L = L \frac{dI}{dt} \]
Ma hea:
– ʻO \( V_L \) ka volta i hoʻokomo ʻia (volts)
– ʻO \( L \) ka inductance (Henry)
– ʻo \( \frac{dI}{dt} \) ka wikiwiki o ka loli o ke au e pili ana i ka manawa (amperes i kekona)
Laʻana Nīnau 1: Ke helu ʻana i ka Voltage Induced
Nīnau:
Hoʻolako ʻia kahi inductor me ka inductance o 5 H me ke au e loli ana mai 3 A a i 6 A i loko o 2 kekona. E helu i ka voltage i hoʻokomo ʻia!
Hoʻonā:
ʻO ka mea mua, pono mākou e hoʻoholo i ka wikiwiki o ka loli o ke au (\(\frac{dI}{dt}\)):
\[ I_1 = 3 \, \text{A}, \, I_2 = 6 \, \text{A}, \, \Delta t = 2 \, \text{kekona} \]
\[ \frac{dI}{dt} = \frac{I_2 – I_1}{\Delta t} = \frac{6 – 3}{2} = 1.5 \, \text{A/sec} \]
I kēia manawa, hoʻololi mākou i nā waiwai i ʻike ʻia i loko o ke ʻano voltage i hoʻokomo ʻia:
\[ V_L = L \frac{dI}{dt} = 5 \times 1.5 = 7.5 \, \text{V} \]
No laila, ʻo ka hopena o ke ana uila he 7.5 V.
Hoʻolauna i nā Transformers
ʻO ka mea hoʻololi uila he mea uila i hoʻohana ʻia e hoʻololi i nā pae uila AC mai kekahi pae a i kekahi me ka hoʻohana ʻana i ke kumumanaʻo o ka hoʻokomo electromagnetic. Aia ka mea hoʻololi uila i ʻelua mau wili, kahi wili mua a me kahi wili lua, i ʻōwili ʻia a puni kahi kumu hao.
ʻO ke ʻano kumu no kahi mea hoʻololi kūpono:
\[ \frac{V_p}{V_s} = \frac{N_p}{N_s} \]
Ma hea:
– ʻO \( V_p \) ka uila ma ka ʻōwili mua
– ʻO \( V_s \) ka uila ma ka ʻōwili lua
– ʻO \( N_p \) ka helu o nā huli ma ke wili mua
– ʻO \( N_s \) ka helu o nā huli ma ke wili lua
Laʻana Nīnau 2: Ke Helu ʻana i ka Voltage Lua
Nīnau:
He 500 mau huli o kahi mea hoʻololi uila ma ke wili mua a he 100 mau huli ma ke wili lua. Inā he 230 V ka uila hoʻokomo i ke wili mua, he aha ka uila hoʻopuka i ke wili lua?
Hoʻonā:
E hoʻohana i ke ʻano hoʻololi transformer kūpono:
\[ \frac{V_p}{V_s} = \frac{N_p}{N_s} \]
ʻO nā palena i ʻike ʻia:
– \( V_p = 230 \, \ kikokikona {V} \)
– \( N_p = 500 \)
– \( N_s = 100 \)
Pono mākou e ʻimi iā \( V_s \):
\[ \frac{230}{V_s} = \frac{500}{100} \]
Ke hoʻomaʻalahi nei i ka hakina ma ka ʻākau:
\[ \frac{230}{V_s} = 5 \]
I kēia manawa, e hoʻoholo no \( V_s \):
\[ V_s = \frac{230}{5} = 46 \, \text{V} \]
No laila, ʻo ka volta hoʻopuka ma ka ʻōwili lua he 46 V.
Laʻana 3: Ke helu ʻana i ka helu o nā huli lua
Nīnau:
Hoʻohana ʻia kahi mea hoʻololi iho-i lalo e hoʻemi i ke ana uila mai 240 V a i 24 V. Inā he 800 mau huli ka helu o nā huli i loko o ke kaula mua, ehia mau huli i loko o ke kaula lua?
Hoʻonā:
E hoʻohana i ke ʻano hoʻololi transformer kūpono:
\[ \frac{V_p}{V_s} = \frac{N_p}{N_s} \]
ʻO nā palena i ʻike ʻia:
– \( V_p = 240 \, \ kikokikona {V} \)
– \( V_s = 24 \, \text{V} \)
– \( N_p = 800 \)
Pono mākou e ʻimi iā \( N_s \):
\[ \frac{240}{24} = \frac{800}{N_s} \]
Ke hoʻomaʻalahi nei i ka hakina ma ka hema:
\[ 10 = \frac{800}{N_s} \]
E hoʻoponopono no \( N_s \):
\[ N_s = \frac{800}{10} = 80 \]
No laila, ʻo ka helu o nā huli i loko o ka wili lua he 80 mau huli.
Laʻana Nīnau 4: Ke helu ʻana i ka Mana ma kahi Mea Hoʻololi Kūpono
Nīnau:
He 120 V ka volta hoʻokomo o kahi mea hoʻololi kūpono ma ke wili mua me ke au o 2 A a me ka volta hoʻopuka o 12 V ma ke wili lua. E helu i ke au e kahe ana ma ke wili lua a me ka mana i hana ʻia ma ke wili lua.
Hoʻonā:
ʻO ka mea mua, helu mākou i ka mana i loko o ke kaula mua (\(P_p\)):
\[ P_p = V_p \times I_p = 120 \, \text{V} \times 2 \, \text{A} = 240 \, \text{W} \]
I loko o kahi mea hoʻololi kūpono, ua like ka mana mua me ka mana lua:
\[ P_s = P_p = 240 \, \text{W} \]
I kēia manawa, ke helu nei mākou i ke au i loko o ka coil lua (\(I_s\)) me ka hoʻohana ʻana i ka mana:
\[ P_s = V_s \times I_s \]
\[ 240 = 12 \times I_s \]
E hoʻoponopono no \(I_s\):
\[ I_s = \frac{240}{12} = 20 \, \text{A} \]
No laila, ʻo ke au e kahe ana ma ka ʻōwili lua he 20 A, a ʻo ka mana i hana ʻia ma ka ʻōwili lua he 240 W.
Nā Hoʻomaʻamaʻa Kino
Ma hope o ka hoʻomaopopo ʻana i kekahi mau laʻana o ka hoʻoponopono ʻana i nā pilikia ma luna, eia kekahi mau pilikia hoʻomaʻamaʻa e hiki ke hana ʻia e hoʻoikaika i kou ʻike i ka inductance a me nā transformers.
1. Hoʻolako ʻia kahi inductor me ka inductance o 10 H me ke au e loli ana mai 4 A a i 10 A i loko o 3 kekona. E helu i ka volta i hoʻokomo ʻia!
2. He 200 mau huli ko ka mea hoʻololi piʻi i luna ma ke wili mua a he 1000 mau huli ma ke wili lua. Inā he 120 V ka uila hoʻokomo, he aha ka uila hoʻopuka ma ke wili lua?
3. ʻO ka helu o nā huli i loko o ke wili mua o kahi mea hoʻololi uila he 400 mau huli, a ʻo ka helu o nā huli i loko o ke wili lua he 100 mau huli. Inā he 15 V ka uila ma waena o ke wili lua, he aha ka uila ma waena o ke wili mua?
4. He 240 V ka volta hoʻokomo o kahi mea hoʻololi uila kūpono ma ke wili mua me ke au o 3 A a me ka volta hoʻopuka o 60 V ma ke wili lua. E helu i ke au e kahe ana ma ke wili lua a me ka mana i hana ʻia ma ke wili lua.
Ma ka hoʻopau ʻana i kēia mau hoʻomaʻamaʻa, e loaʻa iā ʻoe kahi ʻike hohonu o ke ʻano o ka hana ʻana o ka inductance a me nā transformers a me kā lākou noi ʻana i nā kūlana hana like ʻole. He mea nui kēia ʻike ʻaʻole wale ma nā ʻoihana hoʻonaʻauao akā i nā ʻano loea like ʻole o ke ola o kēlā me kēia lā a me ka hana ʻoihana ma ka ʻenekinia uila.
