Hvad er selvinduktion - enkle ord
definition
Selvinduktion er udseendet i lederen af en elektromotorisk kraft (EMF) rettet i den modsatte retning i forhold til spændingen i strømkilden, når strømmen strømmer. Desuden opstår det i det øjeblik, hvor strømstyrken i kredsløbet ændres. En skiftende elektrisk strøm genererer et skiftende magnetfelt, som igen inducerer en EMF i lederen.
Dette svarer til formuleringen af loven om elektromagnetisk induktion af Faraday, hvor det siger:
Når en magnetisk flux passerer gennem en leder, vises en emk i sidstnævnte. Det er proportionalt med hastigheden for ændring af magnetisk flux (mat. Tidsderivat).
Det er:
E = dF / dt,
Hvor E er den selvinducerende EMF, målt i volt, F er den magnetiske flux, måleenheden er Wb (Weber, den er også lig med V / s)
induktans
Vi har allerede sagt, at selvinduktion er iboende i induktive kredsløb, derfor overvejer vi fænomenet selvinduktion ved hjælp af et eksempel på en induktor.
En induktor er et element, der er en spole af en isoleret leder. For at øge induktansen øges antallet af vendinger, eller en kerne af blødt magnetisk eller andet materiale anbringes inde i spolen.
Enhed induktans er Henry (GN). Induktans karakteriserer, hvor stærkt lederen modvirker elektrisk strøm. Da der genereres et magnetfelt omkring hver leder, gennem hvilken strøm strømmer, og hvis du placerer lederen i et vekslende felt, vil en strøm vises i den. Til gengæld tilføjes de magnetiske felter i hver spoleomdrejning. Derefter vises et stærkt magnetfelt omkring den spole, gennem hvilken strømmen strømmer igennem. Når du skifter styrke i spolen, vil den magnetiske flux omkring den også ændre sig.
I henhold til loven om Faradays elektromagnetiske induktion, hvis spolen er gennemboret af en vekslende magnetisk flux, vil en strøm og selvinduktion EMF vises i den. De vil hindre strømmen, der flyder i induktansen fra strømkilden til belastningen. De kaldes også ekstra strømme af EMF-selvinduktion.
Formlen for selvinduktion EMF på induktansen er:
Det vil sige, jo større induktans, og jo mere og hurtigere strømændringerne er, jo stærkere er stigningen i emk.
Med stigende strøm i spolen forekommer en EMF for selvinduktion, der er rettet mod spænding på henholdsvis strømkilden, vil stigningen i strøm bremse.Det samme sker, når formindskelsen - selvinduktion vil føre til udseendet af en EMF, som vil bevare strømmen i spolen i samme retning som før. Det følger heraf, at spændingen ved spolens terminaler vil være modsat strømkildens polaritet.
I figuren nedenfor ser du, at når du tænder / slukker for det induktive kredsløb, opstår strømmen ikke skarpt, men ændrer sig gradvist. Dette er også indikeret af lovgivningen om skift.
En anden definition af induktans er som følger: magnetfluxen er proportional med strømmen, men i dens formel fungerer induktansen som en proportionalitetskoefficient.
F = L * I
Transformator og gensidig induktion
Hvis du placerer to spoler i nærheden, for eksempel på den samme kerne, vil fænomenet gensidig induktion blive observeret. Lad os springe vekselstrøm over i den første, så vil dens vekselstrøm trænge ind i den anden sving, og EMF vises på dens terminaler.
Denne EMF afhænger af trådens længde henholdsvis antallet af drejninger samt af størrelsen af mediet magnetisk permeabilitet. Hvis de blot placeres ved siden af hinanden, vil EMF være lav, og hvis du tager en kerne lavet af magnetisk blødt stål, vil EMF være meget større. Faktisk er det sådan, transformeren er arrangeret.
Jeg undre: denne gensidige påvirkning af spolerne på hinanden kaldes induktiv kobling.
Fordel og skade
Hvis du forstår den teoretiske del, er det værd at overveje, hvor fænomenet selvinduktion anvendes i praksis. Overvej eksemplerne på, hvad vi ser i hverdagen og teknologien. En af de mest nyttige applikationer er en transformer, vi har allerede overvejet princippet for dens drift. Nu blev mindre og mindre almindelige, men tidligere daglige fluorescerende rør brugt i armaturer. Princippet for deres arbejde er baseret på fænomenet selvinduktion. Du kan se hendes diagrammer nedenfor.
Efter påføring af spænding flyder strømmen gennem kredsløbet: fase - induktor - spiral - starter - spiral - nul.
Eller omvendt (fase og nul). Når starteren er aktiveret, åbnes dens kontakter og derefter choker (en spole med stor induktans) søger at holde strømmen i samme retning, inducerer en selvinduktions EMF i stor størrelse og lamperne antændes.
Tilsvarende gælder dette fænomen for tændkredsløbet på en bil eller motorcykel, der kører på benzin. I dem er en mekanisk (afbryder) eller halvlederafbryder (transistor i computeren) installeret i mellemrummet mellem induktoren og minus (jorden). Denne nøgle, i det øjeblik, hvor der skulle dannes en gnist i cylinderen for at antænde brændstoffet, bryder spolens strømforsyningskredsløb. Derefter forårsager energien, der er lagret i kernen af spolen, en stigning i emk for selvinduktion, og spændingen ved lysets elektrode øges, indtil der opstår en nedbrydning af gnistgabet, eller indtil spolen brænder ud.
I strømforsyninger og lydudstyr er det ofte nødvendigt at fjerne overskydende krusning, støj eller frekvens fra signalet. Til dette bruges filtre med forskellige konfigurationer. Én mulighed er LC-, LR-filtre. På grund af hæmningen for henholdsvis veksten af strøm og modstanden mellem vekselstrøm er det muligt at nå målene.
Selvinduktion EMF er skadelig for kontakter fra afbrydere, afbrydere, stikkontakter, automatiske maskiner og andre ting. Du har måske bemærket, at når du trækker stikket til en fungerende støvsuger ud af stikket, en flash inde i det ofte er mærkbar. Dette er modstanden mod at ændre strømmen i spolen (motorvikling i dette tilfælde).
I halvlederafbrydere er situationen mere kritisk - selv en lille induktans i kredsløbet kan føre til deres sammenbrud, når topværdierne for Uke eller Usi nås. For at beskytte dem er der installeret snubberkredsløb, hvorpå energien fra induktive bursts spredes.
konklusion
For at opsummere. Betingelserne for fremkomst af EMF-selvinduktion er: tilstedeværelsen af induktans i kredsløbet og ændringen i strøm i belastningen. Dette kan forekomme både under drift, når man skifter tilstand eller forstyrrer påvirkninger, og når man skifter enheder.Dette fænomen kan skade kontaktene mellem relæer og startere, som det fører til lysbuedannelse når du åbner induktive kredsløb, for eksempel elektriske motorer. For at reducere den negative påvirkning er det meste af koblingsudstyret udstyret med lysbue.
Til nyttige formål bruges EMF-fænomenet ganske ofte, fra et filter til glatstrøm-krusninger og et frekvensfilter i lydudstyr, til transformere og højspændingsantændingsspoler i biler.
Endelig anbefaler vi at se en nyttig video om emnet, som kort og detaljeret diskuterer fænomenet selvinduktion:
Vi håber, at det nu er blevet klart for dig, hvad selvinduktion er, hvordan det manifesterer sig, og hvor det kan bruges. Hvis du har spørgsmål, kan du stille dem i kommentarerne under artiklen!
Relaterede materialer:
Indlæser...
