5.1.2.1 Realna tuljava brez feromagnetnega jedra

Iz e-ELEKTROTEHNIKA plus

Slika 5.1.4: Zračna tuljava (a),nadomestna vezava (b) kazalčni diagram (c) in trikotnik upornost zračne tuljave (d)

V realni tuljavi brez Fe jedra (npr. zračni tuljavi) imamo izgubo energije oziroma moči predvsem zaradi ohmske upornosti navitja. Te izgube sicer pri zelo visokih frekvencah nekoliko povečuje tudi kožni pojav^[1] v ovojih tuljave, manjša kapacitivnost med ovoji pa izvor napetosti zaposluje še z manjšim deležem jalove energije. Oba navedena vpliva sta za splošno prakso zanemarljiva, zato lahko za izgubno moč tuljave zapišemo:

Glede na znano odvisnost ohmske upornosti vodnika navitja velja:

Izgubna moč tuljave je premo sorazmerna s specifično upornostjo vodnika navitja ρ in dolžino vodnika l ter obratno sorazmerna s prerezom A vodnika navitja.

Isti tok realne tuljave premaguje induktivno in ohmsko upornost navitja. Po definiciji načina vezave elementov vemo, da sta v primeru skupnega toka elementa vezana zaporedno:

Realna tuljava je v bistvu zaporedna vezava ohmske in induktivne upornosti navitja (sl. 5.1.4 b).

Glede na namen tuljave je ohmska upornost navitja in izguba energije neželena lastnost tuljave.

Fazni kot, ki ga v izmeničnem krogu povzroča realna tuljava, je za kot δ manjši od 90 º.
Odstopanje faznega kota realne tuljave od 90 º je posledica izgub energije v tuljavi, zato imenujemo kot δ izgubni kot.

Razmerju ohmske in induktivne upornosti oziroma tangensu izgubnega kota pravimo izgubni faktor tuljave (d).

Čim manjši je izgubni faktor realne tuljave, tem bliže φ kotu 90 º, tem boljša je tuljava.
Obratno vrednost izgubnega faktorja tuljave imenujemo faktor kakovosti tuljave (Q).

Faktor kakovosti realne tuljave Q pove, kolikokrat je induktivna upornost realne tuljave večja od ohmske upornosti navitja tuljave.
Kakovost realne zračne tuljave je premo sorazmerna s frekvenco^[2] izmeničnega toka in induktivnostjo ter obratno sorazmerna z ohmsko upornostjo ovojev tuljave.

Primer:

1. Realna tuljava ima pri določeni induktivnosti in frekvenci induktivno upornost 100 Ω in ohmsko upornost navitja 10 Ω. Izračunaj impedanco, izgubni in fazni kot ter faktor kakovosti tuljave.

Rešitev