Mikä on itsensä induktio - yksinkertaisia sanoja

"Itseinduktio estää jännitteen kasvun induktiivisissa piireissä." Jos työsi tai harrastuksesi liittyy sähköyn, sinun on oltava kuullut tällaiset lausunnot. Itse asiassa tämä ilmiö on luontainen induktiivisille piireille, sekä eksplisiittisessä muodossa, esimerkiksi kelat, että implisiittisissä, kuten hajakaapelin parametrit. Tässä artikkelissa kuvaillaan yksinkertaisesti mikä on itsensä induktio ja missä sitä käytetään.

sisältö:

määritelmä
induktanssi
Muuntaja ja keskinäinen induktio
Hyöty ja haitat
johtopäätös

määritelmä

Itseinduktio on sähköjohtavan voiman (EMF) ilmestyminen johtimeen vastakkaiseen suuntaan suhteessa virtalähteen jännitteeseen, kun virta virtaa. Lisäksi se syntyy sillä hetkellä, kun virran voimakkuus piirissä muuttuu. Muuttuva sähkövirta tuottaa muuttuvan magneettikentän, joka puolestaan indusoi EMF: n johtimessa.

Tämä on samanlainen kuin Faradayn sähkömagneettisen induktion lain muotoilu, jossa sanotaan:

Kun magneettinen vuo kulkee johtimen läpi, EMF ilmestyy viimeksi mainittuun. Se on verrannollinen magneettisen vuon (mat. Aikajohdannainen) muutosnopeuteen.

Se on:

E = dF / dt,

Missä E on itse induktion EMF, volteissa mitattuna, F on magneettinen vuo, mittayksikkö on Wb (weber, se on myös yhtä suuri kuin V / s)

induktanssi

Olemme jo sanoneet, että itseinduktio kuuluu luonnollisesti induktiivisiin piireihin, siksi tarkastelemme itseinduktioilmiötä induktorin esimerkillä.

Induktori on elementti, joka on eristetyn johtimen kela. Induktiivisuuden lisäämiseksi kierrosten lukumäärää lisätään tai kelan sisään asetetaan pehmeän magneettisen tai muun materiaalin ydin.

Induktiivisuuden yksikkö on Henry (GN). Induktiivisuus kuvaa sitä, kuinka voimakkaasti johdin vaikuttaa sähkövirtaan. Koska jokaisen johtimen ympärille muodostuu magneettikenttä, jonka läpi virta virtaa, ja jos sijoitat johtimen vaihtokenttään, siihen ilmestyy virta. Kummankin käämikierroksen magneettikentät lisätään puolestaan. Sitten kelan ympärille, jonka kautta virta kulkee, ilmestyy voimakas magneettikenttä. Kun muutat sen voimakkuutta kelassa, myös sen ympärillä oleva magneettinen virta muuttuu.

Faradayn sähkömagneettisen induktion lain mukaan, jos vuorotteleva magneettinen vuota tunkeutuu kelaan, siihen ilmestyy virta ja itses induktio EMF. Ne estävät virtalähdettä induktanssissa virtalähteestä kuormaan. Niitä kutsutaan myös EMF: n itseinduktion lisävirroiksi.

Kaava itseinduktiolle EMF induktanssilla on:

Eli mitä suurempi induktanssi ja mitä nopeammin nykyiset muutokset tapahtuvat, sitä voimakkaampi emf-nousu on.

Kun virta kasvaa käämissä, tapahtuu itseinduktion EMF, joka on suunnattu vastaavasti virtalähteen jännitettä vastaan, virran lisäys hidastuu.Sama tapahtuu, kun pienenee - itseinduktio johtaa EMF: n esiintymiseen, joka pitää virran kelassa samaan suuntaan kuin ennen. Tästä seuraa, että jännite kelan navoissa on vastakkaisella teholähteen napaisuudella.

Alla olevassa kuvassa näet, että kun kytket induktiivisen piirin päälle / pois päältä, virta ei synny voimakkaasti, vaan muuttuu vähitellen. Tämä on osoitettu myös vaihtamislaissa.

Toinen induktanssin määritelmä on seuraava: magneettinen virta on verrannollinen virtaan, mutta kaavassa induktanssi toimii suhteellisuuskertoimena.

F = L * I

Muuntaja ja keskinäinen induktio

Jos sijoitat kaksi kelaa esimerkiksi saman läheisyyden läheisyyteen, havaitaan keskinäisen induktion ilmiö. Hyppäämme vaihtamaan vaihtovirran ensimmäisessä, sitten sen vaihtovirta menee toisen kierroksen läpi ja EMF ilmestyy sen napoihin.

Tämä EMF riippuu langan pituudesta, vastaavasti kierrosten lukumäärästä, sekä väliaineen magneettisen läpäisevyyden suuruudesta. Jos ne sijoitetaan yksinkertaisesti vierekkäin, EMF on matala, ja jos otat magneettisesti pehmeästä teräksestä tehdyn ytimen, EMF on paljon suurempi. Oikeastaan näin muuntaja on järjestetty.

Ihmettelen: tätä kelojen keskinäistä vaikutusta toisiinsa kutsutaan induktiiviseksi kytkentäksi.

Hyöty ja haitat

Jos ymmärrät teoreettisen osan, on syytä pohtia, missä itse induktion ilmiötä käytetään käytännössä. Mieti esimerkiksi arjen ja tekniikan näkemyksiä. Yksi hyödyllisimmistä sovelluksista on muuntaja, olemme jo pohtineet sen toiminnan periaatetta. Nyt harvemmin, mutta aiemmin päivittäin loisteputkia käytettiin valaisimissa. Heidän työnsä periaate perustuu itsensä induktioon. Voit nähdä hänen kaaviot alla.

Jännitteen asettamisen jälkeen virta kulkee piirin läpi: vaihe - induktori - spiraali - käynnistin - spiraali - nolla.

Tai päinvastoin (vaihe ja nolla). Kun käynnistin on aktivoitu, sen koskettimet avautuvat rikastin (kela, jolla on suuri induktanssi) pyrkii ylläpitämään virtaa samaan suuntaan, indusoi suuren suuruisen omainduktio-EMF: n ja lamput sytytetään.

Samoin tämä ilmiö koskee bensiinillä käyvän auton tai moottoripyörän sytytyspiiriä. Niissä mekaaninen (keskeytin) tai puolijohdekytkin (tietokoneessa oleva transistori) on asennettu induktorin ja miinus (maa) väliseen rakoon. Tämä näppäin, kun sylinteriin tulisi muodostua kipinä polttoaineen sytyttämiseksi, katkaisee kelan virransyöttöpiirin. Tällöin kelan ytimeen varastoitunut energia aiheuttaa itseinduktion emf-arvon nousun ja kynttilän elektrodin jännite kasvaa, kunnes kipinärako hajoaa tai kela palaa loppuun.

Virtalähteissä ja äänilaitteissa on usein tarpeen poistaa ylimääräinen aaltoilu, kohina tai taajuus signaalista. Tätä varten käytetään eri kokoonpanojen suodattimia. Yksi vaihtoehto on LC-, LR-suodattimet. Virran kasvun esteen ja vaihtovirtavastuksen resistanssin vuoksi on mahdollista saavuttaa tavoitteet.

Itse induktio EMF on haitallista kytkinten, katkaisijoiden, pistorasioiden, automaattikoneiden ja muiden asioiden kosketuksille. Olet ehkä huomannut, että kun vedät toimivan pölynimurin pistokkeen pistorasiasta, sen sisällä oleva salama on hyvin usein havaittavissa. Tämä on vastus kelan virran vaihtamiselle (tässä tapauksessa moottorin käämi).

Puolijohdekytkimissä tilanne on kriittisempi - jopa pieni induktanssi piirissä voi johtaa niiden hajoamiseen, kun Uke- tai Usi-arvot saavutetaan. Niiden suojelemiseksi on asennettu piikkipiirit, joille induktiivisten murtumien energia hajoaa.

johtopäätös

Yhteenvetona. EMF-itseinduktion esiintymisen edellytykset ovat: induktanssin läsnäolo piirissä ja virran muutos kuormassa. Tämä voi tapahtua sekä toiminnassa, vaihdettaessa tiloja tai häiritseviä vaikutteita että vaihdettaessa laitteita.Tämä ilmiö voi vahingoittaa releiden ja käynnistimien koskettimia, koska se johtaa kipinöintiä kun avataan induktiivisia piirejä, esimerkiksi sähkömoottoreita. Negatiivisten vaikutusten vähentämiseksi suurin osa kytkentälaitteista on varustettu valokammioilla.

Hyödyllisiin tarkoituksiin EMF-ilmiötä käytetään melko usein suodattimesta virran tasaisuuksien virittämiseen ja äänentoistolaitteiden taajuussuodattimiin autoihin tarkoitettuihin muuntoihin ja korkeajänniteisiin sytytyskäämiin.

Lopuksi suosittelemme katsomaan aiheesta hyödyllistä videota, joka käsittelee lyhyesti ja yksityiskohtaisesti itse induktiota:

Toivomme, että nyt on käynyt sinulle selväksi, mikä on itsensä induktio, miten se ilmenee ja missä sitä voidaan käyttää. Jos sinulla on kysyttävää, kysy niitä artikkelin alla olevissa kommenteissa!

Aiheeseen liittyvät materiaalit: