Henry
Avledet SI-enhet · størrelse: induktans
01 · Definisjon
Henryen er induktansen i en krets der en strøm som endrer seg med en ampere per sekund induserer en spenning på en volt. Tilsvarende definisjon: den induktansen der en strøm på en ampere skaper en koblet fluks på en weber.
Induktans er strømmens treghet. Slik massen motsetter seg en endring av farten, motsetter induktansen seg en endring av strømmen: den lar seg ikke sette i gang på et blunk, og ikke stoppe heller. Derav gnisten i en bryter — ved bruddet fortsetter strømmen et øyeblikk gjennom lufta.
Bryt en krets med en spole i — og strømmen vil prøve å fortsette gjennom lufta: ved kontaktene slår en lysbue over. Derfor sitter en frihjulsdiode ved siden av hvert relé og hver motor: den lar strømmen slutte seg selv og dø ut uten gnist.
Dobler man antallet vindinger, får man fire ganger induktansen: vindingene skaper fluksen og kobler seg samtidig til den. En kjerne av ferritt eller stål legger til enda en faktor tusen, men bare fram til metningen — bortenfor faller induktansen tilbake mot verdien for en tom spole.
02 · Omregning
Skriv inn en induktans — databladet deler den opp etter enheter
Virkelige komponenter lever i mikro- og millihenry. I CGSM-systemet hadde induktansen, som kapasitansen i CGSE, dimensjonen lengde: abhenryen het rett og slett centimeter. Derav den gamle ingeniørvanen med å snakke om en spole i centimeter — det gjelder ikke størrelsen dens, men induktansen.
Sammen med en kondensator fastsetter induktansen frekvensen i en svingekrets — nettopp den kretsen som i et århundre stilte radioer inn på en stasjon. Det var kondensatoren man vred på: en variabel kapasitans er lettere å bygge enn en variabel induktans.
| Enhet | Navn | Verdi | Hvor den forekommer |
|---|---|---|---|
| H | henry, SI-enhet | 1 | henry, SI-enhet |
| mH | millihenry | 1000 | millihenry |
| µH | mikrohenry | 1000000 | mikrohenry |
| nH | nanohenry | 1000000000 | nanohenry |
| pH | pikohenry | 1000000000000 | pikohenry |
| Wb/A | weber per ampere — nøyaktig det samme | 1 | weber per ampere — nøyaktig det samme |
| V·s/A | voltsekund per ampere | 1 | voltsekund per ampere |
| Ω·s | ohmsekund: arbeidsbetegnelsen før navnet ble vedtatt | 1 | ohmsekund: arbeidsbetegnelsen før navnet ble vedtatt |
| abH | abhenry, CGSM: også kalt induktansens centimeter | 1000000000 | abhenry, CGSM: også kalt induktansens centimeter |
| stH | stathenry, CGSE | 0 | stathenry, CGSE |
Den andre linjen er definisjonen gjennom weberen: en henry er en weber per ampere. Den tredje er energien lagret i viklingens felt.
03 · Størrelsesordener
fra en kretsbane til et energilagermillihenry: reléviklinger, koblingstransformatorer
04 · Måleinstrumenter
Hva induktans måles med
Den legger på en sinus og skiller ved hjelp av faseforskyvningen impedansens reaktive del fra den aktive. Resultatet avhenger av frekvensen og av forstrømmen: en ferrittspole måles ikke likt ved en kilohertz og ved en megahertz, derfor oppgis driftsmåten sammen med verdien.
Den balanserer en ukjent induktans mot en normalkondensator og motstander: spolen sammenlignes ikke med en annen spole, men med en kapasitans, som er lettere å lage nøyaktig. Den klassiske laboratoriemetoden, med en usikkerhet på hundredeler av en prosent.
Spolen kobles med en kjent kondensator, og man søker den frekvensen der kretsen ringer. Induktansen følger av Thomsons formel — den mest tilgjengelige metoden, det trengs bare en generator og et oscilloskop, og for nanohenry er den den eneste brukbare.
En enlags vikling på en sylinder av smeltet kvarts, med mål bestemt på mikrometeren: induktansen beregnes ut fra geometrien og den magnetiske konstanten, uten å bli målt i det hele tatt. Nøyaktig slik lå enheten fast før overgangen til kvantenormaler.
05 · Skriveregler
Stor H — og ikke «henryer»
Den store H-en betegner enheten, den lille h-en timen, som ligger utenfor SI. Navnet skrives med liten bokstav i løpende tekst, selv om det kommer av et etternavn. En H ved siden av en kursiv L i samme formel kan ikke forveksles: størrelsen settes skrått, enheten rett.
Størrelsens tegn er en kursiv L, enhetens en rett H; det russiske tegnet er Гн. Den store H-en er i formler allerede opptatt av den magnetiske feltstyrken, derfor skilles de på samme linje ved skriften: størrelsen heller, enheten står rett.
06 · Naboenheter
Henryen er faradens bakside: den ene størrelsen motsetter seg en endring av strømmen, den andre en endring av spenningen. Sammen fastsetter de en krets’ frekvens; hver for seg jevner de ut rippel — spolen i strømmens vei, kondensatoren på tvers.
To viklingers gjensidige induktans betegnes M og måles i de samme henry. I en transformator er den mindre enn produktet av egeninduktansene: forskjellen er nettopp den delen av fluksen som gikk utenom den andre viklingen.
fluks per enkelt ampere
induktans
kretsens tvillingstørrelse
Blant databladene til Simetrium grenser til henryen weber og ampere ut fra definisjonen, farad som parret størrelse i svingekretsen, ohm ut av tidskonstanten og hertz, som resonansfrekvensen uttrykkes i.
Henryen slutter den magnetiske familien: en weber, delt på en ampere. Med ohm gir den sekunder, med farad en resonansfrekvens. Induktans og kapasitans er speilbilder: den ene motsetter seg en endring av strømmen, den andre en endring av spenningen.
07 · Historisk del
En oppdagelse publisert som nummer to
Joseph Henry viklet en jernbue med isolert tråd — isolasjonen laget han av silkebånd, kjøpt av konas kjole — og fikk en magnet som holdt et tonn. Skolelæreren fra Albany ble den første sekretæren for Smithsonian Institution.
I 1832 la Joseph Henry merke til en gnist da en krets med elektromagnet ble brutt, og forsto at spolen induserer en spenning i seg selv. Han beskrev fenomenet i laboratorieboken før Faraday, men publiserte det senere — og forrangen for induksjonen ble hos engelskmannen.
Den internasjonale elektrikerkongressen i Chicago ga enheten for induktans navnet Henry — sammen med flere andre praktiske enheter. Da hadde han vært død i femten år, og navnet gikk til den mannen som hadde tapt kappløpet om prioriteten, men ikke kollegenes aktelse.
Det første navnet på enheten for induktans var kvadranten: ti millioner meter, en fjerdedel av jordmeridianen. Det ble avløst av henryen på den samme kongressen som vedtok ohm og volt.
Den niende generalkonferansen førte henryen inn i systemet av praktiske enheter sammen med weberen og teslaen. Induktansens centimeter fra CGSM-systemet, lik en nanohenry, ble værende i håndbøkene i ytterligere to tiår.
En enhet man regner seg fram til og ikke måler
Fram til 2019 ble henryen virkeliggjort ved beregning. Den magnetiske konstanten lå eksakt fast, fire pi ganger ti opphøyd i minus sju henry per meter, og induktansen til en enlags vikling fulgte av geometrien alene. Etter omdefinisjonen måles konstanten, og normalen hviler i stedet på kvante-Hall-effekten.
Den magnetiske konstanten µ₀ = 1,256 637·10⁻⁶ H/m er en henry per meter: det tomme rommets induktans. Fram til 2019 var den det eksakte tallet 4π·10⁻⁷; nå måles den, og de siste sifrene presiseres fortsatt.
Katalog · måleenheter
Et datablad for hver størrelse
Sju SI-grunnenheter, tjueto avledede med egne navn og enhetene utenfor systemet som verken teknikken eller hverdagen klarer seg uten. Hver har sitt eget blad: definisjon, omregning, instrumenter, skriveregler. På 27 språk.
Avledede SI-enheter med eget navn
henryens datablad er åpentSI-grunnenheter
i terrakotta — de fire enhetene henryen bygges avInduktansen i andre betegnelser
Databladets språk
27 språk. Tegnet H er internasjonalt, men måten en verdi skrives på et skjema varierer: 100µ, 100uH og 0,1mH betyr det samme, og i oversettelsen fører databladet dem til en felles form.