Kas yra savęs indukcija - paprasti žodžiai
Apibrėžimas
Savarankiška indukcija yra elektromotorinės jėgos (EML), nukreiptos priešinga kryptimi, palyginti su energijos šaltinio įtampa, kai teka srovė, laidininkas. Be to, jis atsiranda tuo metu, kai keičiasi srovės stipris grandinėje. Kintanti elektros srovė sukuria kintantį magnetinį lauką, kuris savo ruožtu laidininku sukelia EML.
Tai panašu į Faradėjaus elektromagnetinės indukcijos dėsnio formulavimą, kur sakoma:
Kai magnetinis srautas praeina per laidininką, pastarojoje atsiranda emf. Tai proporcinga magnetinio srauto (mat. Laiko darinys) kitimo greičiui.
Tai yra:
E = dF / dt,
Kur E yra savaiminės indukcijos EMF, matuojamas voltais, F yra magnetinis srautas, matavimo vienetas yra Wb (Weber, jis taip pat lygus V / s)
Induktyvumas
Mes jau sakėme, kad sav indukcija yra būdinga indukcinėms grandinėms, todėl mes apsvarstome sav indukcijos reiškinį, naudodamiesi induktoriaus pavyzdžiu.
Induktorius yra elementas, kuris yra izoliuoto laidininko ritė. Norint padidinti induktyvumą, apsukų skaičius padidinamas arba ritės viduje įdedama minkštos magnetinės ar kitos medžiagos šerdis.
Induktyvumo vienetas yra Henris (GN). Induktyvumas apibūdina, kaip stipriai laidininkas neutralizuoja elektros srovę. Kadangi aplink kiekvieną laidininką susidaro magnetinis laukas, per kurį teka srovė, ir, jei įvesite laidininką į kintamą lauką, jame atsiras srovė. Savo ruožtu pridedami kiekvieno ritės posūkio magnetiniai laukai. Tada aplink ritę, per kurią teka srovė, atsiras stiprus magnetinis laukas. Keičiant stiprumą ritėje, pasikeis ir aplink jį esantis magnetinis srautas.
Pagal Faradėjaus elektromagnetinės indukcijos įstatymą, jei ritę pradurta kintančiu magnetiniu srautu, tada joje atsiras srovės ir savaiminio indukcijos EML. Jie kliudys srovei, tekančiai induktyvumu nuo maitinimo šaltinio iki apkrovos. Jie taip pat vadinami EMF savaiminės indukcijos papildomaisiais srautais.
Savaiminio EML induktyvumo koeficientas yra:
Tai yra, kuo didesnis induktyvumas ir kuo greitesni srovės pokyčiai, tuo stipresnis bus EMF antplūdis.
Didėjant srovei ritėje, atsiranda savaiminio indukcijos EMF, nukreiptas atitinkamai į maitinimo šaltinio įtampą, todėl srovės padidėjimas sulėtės.Tas pats atsitinka mažėjant - savaiminė indukcija lems EML, kuris išlaikys srovę ritėje ta pačia kryptimi kaip ir anksčiau. Darytina išvada, kad įtampa ritės gnybtuose bus priešinga maitinimo šaltinio poliškumui.
Žemiau esančiame paveikslėlyje matote, kad įjungiant / išjungiant indukcinę grandinę srovė staigiai neatsiranda, bet keičiasi palaipsniui. Tai rodo ir perjungimo įstatymai.
Kitas induktyvumo apibrėžimas yra toks: magnetinis srautas yra proporcingas srovei, tačiau jo formulėje induktyvumas veikia kaip proporcingumo koeficientas.
F = L * I
Transformatorius ir tarpusavio indukcija
Jei padėsite dvi ritės arti, pavyzdžiui, ant tos pačios šerdies, bus pastebimas abipusės indukcijos reiškinys. Praleiskime kintamąją srovę pirmajame, tada jo kintamasis srautas prasiskverbs pro antrosios posūkius ir jo gnybtuose pasirodys EML.
Šis EML priklausys nuo vielos ilgio, atitinkamai nuo apsisukimų skaičiaus, taip pat nuo terpės magnetinio pralaidumo dydžio. Jei jie bus tiesiog dedami vienas šalia kito, EML bus žemas, o jei paimsite šerdį, pagamintą iš magnetiškai minkšto plieno, EML bus daug didesnis. Tiesą sakant, taip yra išdėstytas transformatorius.
Įdomu: ši abipusė ritių įtaka viena kitai vadinama indukcine jungtimi.
Nauda ir žala
Jei suprantate teorinę dalį, verta pagalvoti, kur praktikoje taikomas savęs indukcijos fenomenas. Apsvarstykite pavyzdžius to, ką matome kasdieniame gyvenime ir technologijose. Viena iš naudingiausių programų yra transformatorius, mes jau apsvarstėme jo veikimo principą. Dabar vis rečiau, bet anksčiau dienos šviestuvai buvo naudojami fluorescenciniai vamzdžiai. Jų darbo principas grindžiamas savisaugos reiškiniu. Jos diagramas galite pamatyti žemiau.
Pritaikius įtampą, srovė teka per grandinę: fazė - induktorius - spiralė - starteris - spiralė - nulis.
Arba atvirkščiai (fazė ir nulis). Suaktyvinus starterį, jo kontaktai atidaromi droselis (ritė su dideliu induktyvumu) siekia išlaikyti srovę ta pačia kryptimi, indukuoja didelio masto savaiminę indukciją EML ir lempos užsidega.
Panašiai šis reiškinys galioja ir automobilio ar motociklo, kuris važiuoja benzinu, uždegimo grandinei. Juose tarpas tarp induktoriaus ir minuso (žemės) yra sumontuotas mechaninis (kapotas) arba puslaidininkinis jungiklis (tranzistorius kompiuteryje). Šis raktas tuo metu, kai cilindre turėtų susidaryti kibirkštis, kad užsidegtų degalai, nutraukia ritės maitinimo grandinę. Tuomet ritės šerdyje kaupiama energija padidina savaiminio indukcijos emf, o žvakės elektrodo įtampa padidėja, kol įvyks kibirkštinio tarpo suskaidymas arba kol ritė išdegs.
Maitinimo šaltiniuose ir garso įrangoje dažnai reikia pašalinti iš signalo perteklių, triukšmą ar dažnį. Tam naudojami skirtingų konfigūracijų filtrai. Vienas iš variantų yra LC, LR filtrai. Dėl kliūčių atitinkamai srovės augimui ir kintamos srovės pasipriešinimo pasiekti tikslus įmanoma.
Savarankiška indukcija EMF kenkia jungiklių, grandinės pertraukiklių, lizdų, automatų ir kitų daiktų kontaktams. Galbūt pastebėjote, kad ištraukus iš lizdo darbinio dulkių siurblio kištuką, labai dažnai pastebima jo viduje esanti blykstė. Tai yra pasipriešinimas keičiantis srovei ritėje (šiuo atveju variklio apvija).
Puslaidininkiniuose jungikliuose situacija yra kritiškesnė - net mažas induktyvumas grandinėje gali sukelti jų suskaidymą, kai pasiekiamos didžiausios Uke ar Usi vertės. Norint juos apsaugoti, yra sumontuotos gniužulų grandinės, ant kurių išsklaidoma indukcinių sprogimų energija.
Išvada
Apibendrinant. EML savaiminės indukcijos atsiradimo sąlygos yra: induktyvumo buvimas grandinėje ir srovės pasikeitimas apkrovoje. Tai gali įvykti tiek keičiant režimus ar trikdant įtaką, tiek keičiant įrenginius.Šis reiškinys gali sugadinti relių ir starterių kontaktus, nes tai veda lanko atidarant indukcines grandines, pvz., elektros variklius. Norint sumažinti neigiamą poveikį, daugumoje perjungimo įrangos yra įrengtos lanko kameros.
Naudingais tikslais EML reiškinys naudojamas gana dažnai - nuo filtro iki sklandžių srovės bangų ir dažnio filtro garso įrangoje iki transformatorių ir aukštos įtampos uždegimo ritinių automobiliuose.
Galiausiai mes rekomenduojame žiūrėti naudingą vaizdo įrašą tema, kurioje trumpai ir išsamiai išnagrinėtas savisaugos reiškinys:
Tikimės, kad dabar jums tapo aišku, kas yra savęs indukcija, kaip ji pasireiškia ir kur ją galima panaudoti. Jei turite klausimų, užduokite juos komentaruose pagal straipsnį!
Susijusios medžiagos:
Įkeliama ...
