Endüktans Ölçümü Nasıl Ölçülür?

Endüktans ölçümü: Bir bobinin fiziksel özellikleri ve üzerinden geçen akımın değişim hızına (amper/saniye) bağlıdır. Enerji depolama veya kendi üzerinde EMK indükleme kapasitesi olarak ta tanımlanabilir.

Bobinin Endüktansı

Bobinler iletken tellerin yan yana veya üst üste sarılması ile elde edilen devre elemanlarıdır. Bunların elektrik akımının değişimine karşı gösterdikleri tepkiye endüktans (inductance) denir.

Endüktans Birimi

Endüktansın simgesi L harfi ile gösterilir. Birimi henry (H)’ dir.

Bobinler DC ile beslenen bir devrede çalışırken akıma sadece omik direnç gösterirler. Yani, bobinin sarıldığı telin akıma karşı gösterdiği zorluktur (R). AC ile beslenen bir devrede ise bobinin akıma gösterdiği direnç artar.

Artışın nedeni bobin etrafında oluşan değişken manyetik alanın akıma karşı koyarak (direnç) etkisi meydana getirmesidir. AC sinyalin frekansı yükseldikçe oluşan manyetik alanın (magnetic field) değişim hızı da artar. Bu durumda bobinin akıma gösterdiği direnç de yükselir. Bobinler, dirençleri frekans ile birlikte yükselen eleman olarak tanımlanabilir.

Bobinden geçen akım sabit bir akımsa bobin etrafında oluşan manyetik alanın şiddeti de sabittir. Bir bobinden geçen akım değişkense bobinde oluşan alan şiddeti de değişken olacaktır. Bir bobin, kendi değişken alanının etkisi ile kendi üzerinde bir EMK (elektromotor kuvvet) indükler. İndüklenen bu EMK’ye zıt EMK denir.

Bobin Endüktans Formülü

 

 

 

• L : Bobin endüktansını, Henry (H)
• μ : Manyetik geçirgenliği Henry/metre (H/m)
• N : Sarım sayısını,
• A : Bobin kesit alanı, santimetrekare (cm²)
• l : Tel uzunluğunu, santimetre (cm)

Endüktansı Etkileyen Faktörler    

Uygulamada kullanılan bir bobinin endüktansı çeşitli etkenlere göre azalmakta veya artmaktadır.

Bunlar:

• Sarım sayısı
• Nüvenin cinsi
• Sarımlar arası aralık
• Tel kesiti
• Bobinin biçimi,
• Sargı katı sayısı
• Bobinin çapı
• Sargı tipi
• Uygulanan AC gerilimin frekansıdır.

NOT: LCR metre ile bobinin endüktansı (L) ölçüldüğünde;

Endüktansında AC nin değişimine karşı gösterilen zorluk olduğu unutulmamalıdır.

Bobine DC gerilim (voltaj) uygulandığında, geçen akıma bobinin (R) omik direnci karşı koyar. Aynı bobine AC gerilim uygulandığında, AC gösterilen direnç (resistance) daha büyük olur.

Alternatif akım bobin uçlarında yönü ve şiddeti sürekli değişen bobin bir manyetik alan oluşturur. Bu manyetik alan bobin üzerinden geçen akım yönüne ters yönde bir akım geçirmek ister. Bu nedenle bobin uçlarında akım aniden yükselmez. Buna telin endüktans etkisi veya bobinin endüktansı denir. AC bobinin bu direnci (XL) ile ifade edilir ve endüktif direnç olarak da tanımlanır.

Endüktif Reaktans Formülü

 

Burada:

• XL = Endüktif reaktans ohm (Ω)
• f = AC gerilim frekansı (Hz)
• L = Bobin Endüktansı (Henry)

Soru:

1 Henry’ lik bir bobinin frekansı 50 Hz olan şebeke hattı üzerinde çalışmaktadır. Bu bobinin endüktif reaktansını ve DA gerilim uygulandığındaki endüktif reaktansını hesaplayınız?

XL= 2 x π x f x L

XL = 2 x 3,14 x 50 x 1         XL= 314 Ω: AC endüktif reaktansı

Soru:

Endüktansı 600 µH olan bir bobin 220 Volt 50 Hertz lik bir alternatif kaynağına bağlandığı zaman bobinin göstereceği endüktif reaktansı hesaplayınız?

Formül: XL= 2 x π x f x L

XL= 2 x 3,14 x 50 x 600 x 10^-6     XL= 0,1884 Ω

Bobinlerin AC ye karşı gösterdikleri zorluk DA da olduğundan çok daha fazladır. Çünkü AC de zaman içinde sürekli değişim vardır. Bobinlerin hepsi endüktansa sahip oldukları için, endüktansın etkisi ile AC ın değişimine karşı koymaya çalışır. Bu durum endüktif reaktansı meydana getirir.

XL= 2 x π x f x L = 2 x 3,14 x 0 x 1 = 0 Ω: DA endüktif reaktansı

DA da frekans değeri “0″ olduğundan akım değerinde bir değişiklik olmaz. Bundan dolayı endüktansın akım değişmediği için karşı koyacak bir nedeni kalmamıştır ve endüktif reaktans değeri DA da (0) sıfırdır.

Endüktans birimlerinin ve ast üst kat değerleri;

Uygulamada daha çok endüktans biriminin alt katları olan μH(Mikrohenry) ve mH (Milihenry) kullanılır. 1 H = 10³ mH = 10⁶ μH dir.

Endüktans Değeri Nasıl Ölçülür?

Endüktans değeri aynı direnç değerinde olduğu gibi kesinlikle enerji altında ölçülmemelidir. LCR metre (lcr meter) veya endüktans ölçme özelliğine sahip avometre ile endüktans ölçümü yapılabilir. Yine ölçme özelliğine sahip multimetreler (multimeters) ile endüktans ölçme yapılmaktadır.

Endüktans ölçerken aynı direnç ölçümündeki teknikler uygulanmaktadır. LCR metre olmadığı durumda endüktans ölçme özelliğine sahip multimetre ile aynı LCR metre de olduğu gibi ölçüm yapılabilir.

Burada dikkat edilmesi gereken konu;

Bu özelliğe sahip avometrelerde endüktansı ölçülecek bobin, problara bağlanmamalıdır. Prob yerine Lx olarak gösterilen bağlantı noktasına bağlanmalıdır.

NOT: Bir bobinin endüktif reaktansını (XL) bulmak için endüktans değeri bilinmelidir.

Multimetre ile Endüktans Nasıl Ölçülür?

Multimetre (multimeter) ile endüktans değer ölçümünde dikkat edilmesi gereken konu;

Avometre ve multimetreler ile endüktansı ölçülecek bobin, problara bağlanmamalıdır.

Problar yerine Lx olarak gösterilen bağlantı noktasına bağlanmalıdır.

LCR metre ile Endüktans Ölçümü

LCR metre (LCR meter) ; endüktans (L), kapasitans (C), direnç (R) ölçümü yapabilen elektronik cihazlardır. LCR metreler ile endüktans değeri ölçülürken, ölçülecek bobinin endüktans değerine uygun (L) kademesi seçilir. LCR metrenin komütatör anahtarı endüktans ölçme konumuna getirilir. Ölçüme küçük endüktans değerli kademeden başlanması daha uygundur.

Eğer endüktans (inductance) değeri için seçilen kademe küçük ise değer ekranında “1” kademe büyük ise “0” değeri görülür. Bu durumlarda seçilen kademe büyütülerek ya da küçültülerek ölçüm tamamlanır. Bu işleme ekranda uygun endüktans değeri okunana kadar devam edilir. LCR meter ile endüktans ölçümü yapılacak ise; Lx, Cx prob soketleri kullanılmalıdır. Aşağıdaki resim b deki gibi.

NOT: LCR metre ile sadece direnç endüktans ve kapasite ölçümü yapıldığı için gerilim uygulanmamalıdır.

Resim a’ da görünen LCR metrede;

• LCR metre de ölçüm aleti probları Cx bağlantı soketine bağlanır.
• Kademe anahtarı bobin endüktansı için uygun 20 mH kademesine alınır.
• Ekranda okunan değer 9,07 mH olarak okunur. (kademe anahtarı mH)
• Bobin üzerinde yazan değer 10 mH‘ dir. Aradaki fark bobinin toleransı ve ölçüm aletinin ölçme hatasından kaynaklanmaktadır.
• Kademe anahtarı µH kademesinde ise okunan değer mikrohenry olarak ifade edilir. mH (milihenry) kademesinde ise okunan değer miliHenry birimi ile okunmalıdır. Kademe anahtarı H (Henry) kademesinde Henry birimi ile okunmalıdır.