Henry
Härledd SI-enhet · storhet: induktans
01 · Definition
Henryn är induktansen hos en krets i vilken en ström som ändras med en ampere per sekund inducerar en spänning på en volt. Likvärdig definition: den induktans vid vilken en ström på en ampere skapar ett kopplat flöde på en weber.
Induktans är strömmens tröghet. Så som massan motstår en ändring av hastigheten, motstår induktansen en ändring av strömmen: den går inte att sätta i gång på ett ögonblick, och inte heller att stoppa. Därav gnistan i en strömbrytare — vid brytningen fortsätter strömmen ett ögonblick genom luften.
Bryt en krets med en spole i — och strömmen försöker fortsätta genom luften: vid kontakterna slår en ljusbåge över. Därför sitter en frihjulsdiod bredvid varje relä och varje motor: den låter strömmen sluta sig och dö bort utan gnista.
Fördubblar man antalet varv får man fyra gånger induktansen: varven skapar flödet och länkas samtidigt med det. En kärna av ferrit eller stål lägger till ytterligare en faktor tusen, men bara fram till mättnaden — bortom den faller induktansen tillbaka mot värdet för en tom spole.
02 · Omräkning
Skriv in en induktans — bladet delar upp den efter enheter
Verkliga komponenter lever i mikro- och millihenry. I CGSM-systemet hade induktansen, liksom kapacitansen i CGSE, dimensionen längd: abhenryn kallades helt enkelt centimeter. Därav den gamla ingenjörsvanan att tala om en spole i centimeter — det gäller inte dess storlek utan dess induktans.
Tillsammans med en kondensator bestämmer induktansen frekvensen hos en resonanskrets — just den krets som i ett sekel ställde in radioapparater på en station. Det var kondensatorn man vred på: en variabel kapacitans är enklare att bygga än en variabel induktans.
| Enhet | Namn | Värde | Var den förekommer |
|---|---|---|---|
| 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 — precis samma sak | 1 | weber per ampere — precis samma sak |
| V·s/A | voltsekund per ampere | 1 | voltsekund per ampere |
| Ω·s | ohmsekund: arbetsbeteckningen innan namnet antogs | 1 | ohmsekund: arbetsbeteckningen innan namnet antogs |
| abH | abhenry, CGSM: även kallad induktansens centimeter | 1000000000 | abhenry, CGSM: även kallad induktansens centimeter |
| stH | stathenry, CGSE | 0 | stathenry, CGSE |
Den andra raden är definitionen genom webern: en henry är en weber per ampere. Den tredje är energin som lagras i lindningens fält.
03 · Storleksordningar
från en ledarbana till ett energilagermillihenry: relälindningar, kopplingstransformatorer
04 · Mätinstrument
Vad induktans mäts med
Den lägger på en sinus och skiljer med hjälp av fasförskjutningen impedansens reaktiva del från den aktiva. Resultatet beror på frekvensen och på förströmmen: en ferritspole mäts inte lika vid ett kilohertz och vid ett megahertz, därför anges driftsättet tillsammans med värdet.
Den balanserar en okänd induktans mot en normalkondensator och motstånd: spolen jämförs inte med en annan spole utan med en kapacitans, som är lättare att tillverka noggrant. Den klassiska laboratoriemetoden, med en osäkerhet på hundradels procent.
Spolen kopplas med en känd kondensator och man söker den frekvens vid vilken kretsen ringer. Induktansen följer av Thomsons formel — den mest lättillgängliga metoden, det behövs bara en generator och ett oscilloskop, och för nanohenry är den den enda dugliga.
En enlagrig lindning på en cylinder av smält kvarts, vars mått är bestämda på mikrometern: dess induktans beräknas ur geometrin och den magnetiska konstanten, utan att alls mätas. Precis så låg enheten fast innan man gick över till kvantnormaler.
05 · Skrivregler
Stort H — och inte «henryer»
Det stora H betecknar enheten, det lilla h timmen, som står utanför SI. Namnet skrivs med liten bokstav i löpande text fastän det kommer av ett efternamn. Ett H bredvid ett kursivt L i samma formel går inte att förväxla: storheten sätts lutande, enheten upprätt.
Storhetens tecken är ett kursivt L, enhetens ett upprätt H; det ryska tecknet är Гн. Det stora H är i formler redan upptaget av den magnetiska fältstyrkan, därför skiljs de på samma rad åt av snittet: storheten lutar, enheten står rak.
06 · Grannenheter
Henryn är faradens frånsida: den ena storheten motstår en ändring av strömmen, den andra en ändring av spänningen. Tillsammans bestämmer de en krets frekvens; var för sig jämnar de ut rippel — spolen i strömmens väg, kondensatorn tvärs över.
Den ömsesidiga induktansen hos två lindningar betecknas M och mäts i samma henry. I en transformator är den mindre än produkten av egeninduktanserna: skillnaden är just den del av flödet som gick förbi den andra lindningen.
flöde per enskild ampere
induktans
kretsens tvillingstorhet
Bland Simetriums datablad gränsar till henryn weber och ampere ur definitionen, farad som parad storhet i svängningskretsen, ohm ur tidskonstanten och hertz, i vilken resonansfrekvensen uttrycks.
Henryn sluter den magnetiska familjen: en weber, delad med en ampere. Med ohm ger den sekunder, med farad en resonansfrekvens. Induktans och kapacitans är spegelbilder: den ena motstår en ändring av strömmen, den andra en ändring av spänningen.
07 · Historisk del
En upptäckt som publicerades som nummer två
Joseph Henry lindade en järnbåge med isolerad tråd — isoleringen gjorde han av sidenband, köpta av hustruns klänning — och fick en magnet som höll ett ton. Skolläraren från Albany blev den förste sekreteraren för Smithsonian Institution.
År 1832 lade Joseph Henry märke till en gnista när en krets med elektromagnet bröts och förstod att spolen inducerar en spänning i sig själv. Han beskrev företeelsen i laboratorieboken före Faraday men publicerade den senare — och företrädet för induktionen stannade hos engelsmannen.
Den internationella elektrikerkongressen i Chicago gav enheten för induktans namnet Henry — tillsammans med flera andra praktiska enheter. Då hade han varit död i femton år, och namnet gick till den man som förlorat kapplöpningen om företrädet, men inte kollegernas aktning.
Det första namnet på enheten för induktans var kvadranten: tio miljoner meter, en fjärdedel av jordmeridianen. Det ersattes av henryn på samma kongress som antog ohm och volt.
Den nionde generalkonferensen förde in henryn i systemet av praktiska enheter tillsammans med webern och teslan. Induktansens centimeter ur CGSM-systemet, lika med en nanohenry, blev kvar i handböckerna ytterligare två decennier.
En enhet man räknar fram och inte mäter
Fram till 2019 förverkligades henryn genom beräkning. Den magnetiska konstanten var exakt fastlagd, fyra pi gånger tio upphöjt till minus sju henry per meter, och induktansen hos en enlagrig lindning följde enbart av dess geometri. Sedan omdefinitionen mäts konstanten, och normalen vilar i stället på kvant-Hall-effekten.
Den magnetiska konstanten µ₀ = 1,256 637·10⁻⁶ H/m är en henry per meter: det tomma rummets induktans. Fram till 2019 var den det exakta talet 4π·10⁻⁷; nu mäts den, och de sista siffrorna förfinas fortfarande.
Katalog · måttenheter
Ett datablad för varje storhet
Sju SI-basenheter, tjugotvå härledda med egna namn och de enheter utanför systemet som varken tekniken eller vardagen klarar sig utan. Var och en har sitt eget blad: definition, omräkning, instrument, skrivregler. På 27 språk.
Härledda SI-enheter med eget namn
henryns blad är öppetSI-basenheter
i terrakotta — de fyra enheter henryn byggs avInduktansen i andra beteckningar
Databladets språk
27 språk. Tecknet H är internationellt, men hur ett värde skrivs på ett schema skiljer sig: 100µ, 100uH och 0,1mH betyder samma sak, och i översättningen för bladet dem till en gemensam form.