Henry
Afledt SI-enhed · størrelse: induktans
01 · Definition
Henryen er induktansen i en kreds, hvor en strøm, der ændrer sig med en ampere per sekund, inducerer en spænding på en volt. Tilsvarende definition: den induktans, hvor en strøm på en ampere skaber en koblet flux på en weber.
Induktans er strømmens træghed. Som massen modsætter sig en ændring af farten, modsætter induktansen sig en ændring af strømmen: den kan ikke sættes i gang på et øjeblik, og heller ikke standses. Deraf gnisten i en afbryder — ved afbrydelsen fortsætter strømmen et øjeblik gennem luften.
Bryd en kreds med en spole i — og strømmen vil forsøge at fortsætte gennem luften: ved kontakterne slår en lysbue over. Derfor sidder der en frihjulsdiode ved siden af hvert relæ og hver motor: den lader strømmen slutte sig selv og dø ud uden gnist.
Fordobler man antallet af vindinger, får man fire gange induktansen: vindingerne skaber fluxen og kobler sig samtidig med den. En kerne af ferrit eller stål lægger endnu en faktor tusind til, men kun indtil mætningen — derudover falder induktansen tilbage mod værdien for en tom spole.
02 · Omregning
Indtast en induktans — databladet deler den op efter enheder
Virkelige komponenter lever i mikro- og millihenry. I CGSM-systemet havde induktansen, ligesom kapacitansen i CGSE, dimensionen længde: abhenryen hed ganske enkelt centimeter. Deraf den gamle ingeniørvane med at tale om en spole i centimeter — det handler ikke om dens størrelse, men om dens induktans.
Sammen med en kondensator fastlægger induktansen frekvensen i en svingningskreds — netop den kreds, der i et århundrede stemte radioer ind på en station. Det var kondensatoren, man drejede på: en variabel kapacitans er lettere at bygge end en variabel induktans.
| Enhed | Navn | Værdi | Hvor den forekommer |
|---|---|---|---|
| H | henry, SI-enhed | 1 | henry, SI-enhed |
| mH | millihenry | 1000 | millihenry |
| µH | mikrohenry | 1000000 | mikrohenry |
| nH | nanohenry | 1000000000 | nanohenry |
| pH | pikohenry | 1000000000000 | pikohenry |
| Wb/A | weber per ampere — nøjagtig det samme | 1 | weber per ampere — nøjagtig det samme |
| V·s/A | voltsekund per ampere | 1 | voltsekund per ampere |
| Ω·s | ohmsekund: arbejdsbetegnelsen før navnet blev vedtaget | 1 | ohmsekund: arbejdsbetegnelsen før navnet blev vedtaget |
| abH | abhenry, CGSM: også kaldet induktansens centimeter | 1000000000 | abhenry, CGSM: også kaldet induktansens centimeter |
| stH | stathenry, CGSE | 0 | stathenry, CGSE |
Den anden linje er definitionen gennem weberen: en henry er en weber per ampere. Den tredje er energien lagret i viklingens felt.
03 · Størrelsesordener
fra en printbane til et energilagermillihenry: relæviklinger, koblingstransformatorer
04 · Måleinstrumenter
Hvad induktans måles med
Den lægger en sinus på og adskiller ved hjælp af faseforskydningen impedansens reaktive del fra den aktive. Resultatet afhænger af frekvensen og af forstrømmen: en ferritspole måles ikke ens ved en kilohertz og ved en megahertz, derfor angives driftsformen sammen med værdien.
Den afbalancerer en ukendt induktans mod en normalkondensator og modstande: spolen sammenlignes ikke med en anden spole, men med en kapacitans, som er lettere at fremstille nøjagtigt. Den klassiske laboratoriemetode, med en usikkerhed på hundrededele af en procent.
Spolen forbindes med en kendt kondensator, og man søger den frekvens, hvor kredsen ringer. Induktansen følger af Thomsons formel — den mest tilgængelige metode, der kræves kun en generator og et oscilloskop, og for nanohenry er den den eneste brugbare.
En enlaget vikling på en cylinder af smeltet kvarts, hvis mål er bestemt på mikrometeren: dens induktans beregnes ud fra geometrien og den magnetiske konstant, uden at blive målt overhovedet. Præcis sådan lå enheden fast, før man gik over til kvantenormaler.
05 · Skriveregler
Stort H — og ikke «henryer»
Det store H betegner enheden, det lille h timen, som ligger uden for SI. Navnet skrives med lille i løbende tekst, selv om det kommer af et efternavn. Et H ved siden af et kursivt L i samme formel kan ikke forveksles: størrelsen sættes skråt, enheden opret.
Størrelsens tegn er et kursivt L, enhedens et opret H; det russiske tegn er Гн. Det store H er i formler allerede optaget af den magnetiske feltstyrke, derfor skelnes de på samme linje ved skriften: størrelsen hælder, enheden står lige.
06 · Naboenheder
Henryen er faradens bagside: den ene størrelse modsætter sig en ændring af strømmen, den anden en ændring af spændingen. Sammen fastlægger de en kreds’ frekvens; hver for sig glatter de ripple ud — spolen i strømmens vej, kondensatoren på tværs.
To viklingers gensidige induktans betegnes M og måles i de samme henry. I en transformator er den mindre end produktet af egeninduktanserne: forskellen er netop den del af fluxen, der gik uden om den anden vikling.
flux per enkelt ampere
induktans
kredsens tvillingestørrelse
Blandt Simetriums datablade grænser til henryen weber og ampere ud af definitionen, farad som parret størrelse i svingningskredsen, ohm ud af tidskonstanten og hertz, hvori resonansfrekvensen udtrykkes.
Henryen slutter den magnetiske familie: en weber, delt med en ampere. Med ohm giver den sekunder, med farad en resonansfrekvens. Induktans og kapacitans er spejlbilleder: den ene modsætter sig en ændring af strømmen, den anden en ændring af spændingen.
07 · Historisk afsnit
En opdagelse offentliggjort som nummer to
Joseph Henry viklede en jernbue med isoleret tråd — isoleringen lavede han af silkebånd, købt af hustruens kjole — og fik en magnet, der holdt et ton. Skolelæreren fra Albany blev den første sekretær for Smithsonian Institution.
I 1832 lagde Joseph Henry mærke til en gnist, da en kreds med elektromagnet blev brudt, og forstod, at spolen inducerer en spænding i sig selv. Han beskrev fænomenet i laboratoriebogen før Faraday, men offentliggjorde det senere — og forrangen for induktionen blev hos englænderen.
Den internationale elektrikerkongres i Chicago gav enheden for induktans navnet Henry — sammen med flere andre praktiske enheder. Da havde han været død i femten år, og navnet gik til den mand, der havde tabt kapløbet om prioriteten, men ikke kollegernes agtelse.
Det første navn for enheden for induktans var kvadranten: ti millioner meter, en fjerdedel af jordmeridianen. Det blev afløst af henryen på den samme kongres, som vedtog ohm og volt.
Den niende generalkonference førte henryen ind i systemet af praktiske enheder sammen med weberen og teslaen. Induktansens centimeter fra CGSM-systemet, lig en nanohenry, blev i håndbøgerne yderligere to årtier.
En enhed man regner sig frem til og ikke måler
Indtil 2019 blev henryen virkeliggjort ved beregning. Den magnetiske konstant lå eksakt fast, fire pi gange ti i minus syvende henry per meter, og induktansen af en enlaget vikling fulgte alene af dens geometri. Siden omdefinitionen måles konstanten, og normalen hviler i stedet på kvante-Hall-effekten.
Den magnetiske konstant µ₀ = 1,256 637·10⁻⁶ H/m er en henry per meter: det tomme rums induktans. Indtil 2019 var den det eksakte tal 4π·10⁻⁷; nu måles den, og de sidste cifre bliver stadig præciseret.
Katalog · måleenheder
Et datablad for hver størrelse
Syv SI-grundenheder, toogtyve afledte med egne navne og de enheder uden for systemet, som hverken teknikken eller hverdagen klarer sig uden. Hver har sit eget blad: definition, omregning, instrumenter, skriveregler. På 27 sprog.
Afledte SI-enheder med eget navn
henryens datablad er åbentSI-grundenheder
i terrakotta — de fire enheder henryen bygges afInduktansen i andre betegnelser
Databladets sprog
27 sprog. Tegnet H er internationalt, men måden en værdi skrives på et diagram er forskellig: 100µ, 100uH og 0,1mH betyder det samme, og i oversættelsen fører databladet dem til en fælles form.