Kas ir sevis indukcija - vienkārši vārdi
Definīcija
Pašindukcija ir elektromotora spēka (EML) parādīšanās vadītājā pretējā virzienā attiecībā pret enerģijas avota spriegumu, kad plūst strāva. Turklāt tas rodas brīdī, kad mainās strāvas stiprums ķēdē. Mainīga elektriskā strāva rada mainīgu magnētisko lauku, kas, savukārt, inducē vadītājā EML.
Tas ir līdzīgs Faraday elektromagnētiskās indukcijas likuma formulējumam, kur teikts:
Kad magnētiskā plūsma iet caur vadītāju, pēdējā parādās EMF. Tas ir proporcionāls magnētiskās plūsmas (mat. Laika atvasinājums) izmaiņu ātrumam.
Es:
E = dF / dt,
Kur E ir pašindukcijas EML, mērot voltos, F ir magnētiskā plūsma, mērvienība ir Wb (weber, tā ir arī vienāda ar V / s)
Indukcija
Mēs jau teicām, ka pašindukcija ir raksturīga induktīvajām ķēdēm, tāpēc mēs apsveram pašindukcijas fenomenu, izmantojot induktora piemēru.
Induktors ir elements, kas ir izolēta vadītāja spole. Lai palielinātu induktivitāti, palielina pagriezienu skaitu vai spoles iekšpusē ievieto mīksta magnētiska vai cita materiāla serdi.
Indukcijas vienība ir Henrijs (GN). Induktivitāte raksturo to, cik spēcīgi diriģents neitralizē elektrisko strāvu. Tā kā ap katru vadītāju veidojas magnētiskais lauks, caur kuru plūst strāva, un, ja jūs novietosit vadītāju mainīgā laukā, tajā parādīsies strāva. Savukārt katras spoles magnētiskie lauki saskaitās. Tad ap spoli parādīsies spēcīgs magnētiskais lauks, caur kuru plūst strāva. Mainot tā stiprību spolē, mainīsies arī magnētiskā plūsma ap to.
Saskaņā ar Faraday elektromagnētiskās indukcijas likumu, ja mainīga magnētiskā plūsma iekļūst spolē, tajā parādīsies strāva un pašindukcijas EML. Tie kavēs strāvu, kas plūst induktivitātē no enerģijas avota līdz slodzei. Tos sauc arī par EML pašindukcijas ekstraviļņiem.
Pašindukcijas EML uz induktivitāti formula ir:
Tas ir, jo lielāka induktivitāte un jo ātrāk un ātrāk mainās strāva, jo spēcīgāks būs EMF pieaugums.
Palielinoties strāvai spolē, rodas pašindukcijas EML, kas ir vērsts attiecīgi pret enerģijas avota spriegumu, strāvas pieaugums palēnināsies.Tas pats notiek, ja samazinās - pašindukcija novedīs pie EML parādīšanās, kas spolē uzturēs strāvu tādā pašā virzienā kā iepriekš. No tā izriet, ka spriegums spoles spailēs būs pretējs enerģijas avota polaritātei.
Zemāk redzamajā attēlā redzat, ka, ieslēdzot / izslēdzot induktīvo ķēdi, strāva strauji nerodas, bet mainās pakāpeniski. Uz to norāda arī maiņas likumi.
Vēl viena induktivitātes definīcija ir šāda: magnētiskā plūsma ir proporcionāla strāvai, bet tās formulā induktivitāte darbojas kā proporcionalitātes koeficients.
F = L * I
Transformators un savstarpēja indukcija
Ja jūs novietojat divas spoles tiešā tuvumā, piemēram, uz tā paša serdeņa, tad tiks novērota savstarpējas indukcijas parādība. Izlaidīsim maiņstrāvu pirmajā, tad tā mainīgā plūsma iekļūs otrās kārtas pagriezienos, un uz tās spailēm parādīsies EML.
Šis EML būs atkarīgs no stieples garuma, attiecīgi, pagriezienu skaita, kā arī no barotnes magnētiskās caurlaidības lieluma. Ja tos vienkārši novieto blakus viens otram, EML būs zems, un, ja jūs ņemsit serdi no magnētiski mīksta tērauda, EML būs daudz lielāks. Faktiski transformators ir sakārtots šādi.
Interesanti: šo spoļu savstarpējo iedarbību uz otru sauc par induktīvo savienojumu.
Ieguvums un kaitējums
Ja jūs saprotat teorētisko daļu, ir vērts padomāt, kur pašindukcijas fenomens tiek piemērots praksē. Apsveriet piemērus tam, ko redzam ikdienas dzīvē un tehnoloģijās. Viens no visnoderīgākajiem lietojumiem ir transformators, mēs jau esam apsvēruši tā darbības principu. Tagad arvien retāk, bet agrāk gaismekļos tika izmantotas dienasgaismas spuldzes. Viņu darba princips ir balstīts uz pašinducēšanas fenomenu. Viņas diagrammas varat redzēt zemāk.
Pēc sprieguma pielietošanas strāva plūst caur ķēdi: fāze - induktors - spirāle - starteris - spirāle - nulle.
Vai arī otrādi (fāze un nulle). Pēc startera aktivizēšanas tā kontakti tiek atvērti droseļvārsts (spole ar lielu induktivitāti) cenšas uzturēt strāvu tajā pašā virzienā, rada liela mēroga pašindukcijas EML un lampas tiek aizdedzinātas.
Tāpat šī parādība attiecas uz automašīnas vai motocikla, kas darbojas ar benzīnu, aizdedzes ķēdi. Tajos spraugā starp induktoru un mīnusu (zemi) ir uzstādīts mehānisks (pārtraucējs) vai pusvadītāju slēdzis (tranzistors datorā). Šī atslēga brīdī, kad cilindrā vajadzētu izveidoties dzirkstelei, lai aizdedzinātu degvielu, pārtrauc spoles barošanas ķēdi. Tad spoles kodolā uzkrātā enerģija palielina pašindukcijas emf un sveces elektroda spriegums palielinās, kamēr dzirksteles sprauga sabojājas vai kamēr spole izdeg.
Barošanas avotos un audioiekārtās no signāla bieži ir jānoņem liekā pulsācija, troksnis vai frekvence. Šim nolūkam tiek izmantoti dažādu konfigurāciju filtri. Viena no iespējām ir LC, LR filtri. Sakarā ar šķērsli strāvas pieaugumam un maiņstrāvas pretestībai attiecīgi ir iespējams sasniegt mērķus.
Pašindukcija EML ir kaitīga slēdžu, slēdžu, rozetes, mašīnu un citu lietu kontaktiem. Jūs, iespējams, pamanījāt, ka, izvelkot no kontaktligzdas strādājoša putekļsūcēja spraudni, ļoti bieži tā iekšpusē ir pamanāma zibspuldze. Šī ir pretestība strāvas maiņai spolē (šajā gadījumā motora tinums).
Pusvadītāju slēdžos situācija ir kritiskāka - pat neliela induktivitāte ķēdē var izraisīt to sabrukumu, kad tiek sasniegtas Uke vai Usi maksimālās vērtības. Lai tos aizsargātu, ir uzstādītas šņabja shēmas, uz kurām tiek izkliedēta induktīvo pārrāvumu enerģija.
Secinājums
Apkopot. EML pašindukcijas parādīšanās nosacījumi ir: induktivitātes klātbūtne ķēdē un strāvas izmaiņas slodzē. Tas var notikt gan darbības laikā, mainot režīmus vai radot traucējumus, gan mainot ierīces.Šī parādība var sabojāt releju un starteru kontaktus, jo tas noved pie loka atverot induktīvās shēmas, piemēram, elektromotorus. Lai samazinātu negatīvo ietekmi, vairums komutācijas iekārtu ir aprīkotas ar loka kamerām.
Noderīgiem mērķiem EML fenomenu izmanto diezgan bieži, sākot no filtra līdz vienmērīgu strāvas ripples un frekvences filtram audio aprīkojumā, līdz transformatoriem un augstsprieguma aizdedzes spolēm automašīnās.
Visbeidzot, mēs iesakām noskatīties noderīgu video par tēmu, kurā īsi un detalizēti apskatīts pašinducēšanas fenomens:
Mēs ceram, ka tagad jums ir kļuvis skaidrs, kas ir pašinducēšana, kā tā izpaužas un kur to var izmantot. Ja jums ir jautājumi, uzdodiet tos komentāros zem raksta!
Saistītie materiāli:
Notiek ielāde ...
