Hva er selvinduksjon - enkle ord
definisjon
Selvinduksjon er utseendet i lederen av en elektromotorisk kraft (EMF) rettet i motsatt retning i forhold til spenningen til strømkilden når strømmen strømmer. Dessuten oppstår det i øyeblikket når strømstyrken i kretsen endres. En skiftende elektrisk strøm genererer et skiftende magnetfelt, som igjen induserer en EMF i lederen.
Dette ligner på formuleringen av loven om elektromagnetisk induksjon av Faraday, der det står:
Når en magnetisk fluks passerer gjennom en leder, vises en emf i sistnevnte. Det er proporsjonalt med endringshastigheten til magnetisk fluks (mat. Tidsderivat).
Det vil si:
E = dF / dt,
Hvor E er EMF for selvinduksjon, målt i volt, F er magnetisk fluks, måleenheten er Wb (weber, den er også lik V / s)
induktans
Vi har allerede sagt at selvinduksjon er iboende i induktive kretsløp, derfor vurderer vi fenomenet selvinduksjon ved å bruke et eksempel på en induktor.
En induktor er et element som er en spole av en isolert leder. For å øke induktansen økes antall svinger eller en kjerne av mykt magnetisk eller annet materiale plasseres inne i spolen.
Enheten for induktans er Henry (GN). Induktans kjennetegner hvor sterkt lederen motvirker elektrisk strøm. Siden det dannes et magnetfelt rundt hver leder som strømmen strømmer gjennom, og hvis du plasserer lederen i et vekslende felt, vil det vises en strøm i den. I sin tur blir magnetfeltene til hver spoleomgang lagt til. Da vil et sterkt magnetfelt vises rundt spolen som strømmen strømmer gjennom. Når du endrer styrke i spolen, vil den magnetiske fluksen rundt den også endre seg.
I henhold til loven om Faradays elektromagnetiske induksjon, hvis en vekslende magnetisk fluks trenger inn i spolen, vil en strøm og selvinduksjon EMF vises i den. De vil hindre strømmen som strømmer i induktansen fra strømkilden til lasten. De kalles også ekstra strømmer av EMF selvinduksjon.
Formelen for selvinduksjon EMF på induktansen er:
Det vil si at jo større induktansen, og jo mer og raskere strømmen endrer seg, jo sterkere blir bølgen i emk.
Med økende strøm i spolen oppstår en EMF for selvinduksjon, som er rettet mot spenningen til henholdsvis strømkilden, og økningen i strøm vil avta.Det samme skjer når avtagende - selvinduksjon vil føre til utseendet til en EMF, som vil opprettholde strømmen i spolen i samme retning som før. Det følger at spenningen på polene på spolen vil være motsatt av strømkildens polaritet.
I figuren under ser du at når du slår på / av den induktive kretsen, oppstår ikke strømmen skarpt, men endres gradvis. Dette er også indikert ved lovene om å bytte.
En annen definisjon av induktans er som følger: magnetisk fluks er proporsjonal med strømmen, men i formelen fungerer induktansen som en proporsjonalitetskoeffisient.
F = L * I
Transformator og gjensidig induksjon
Hvis du plasserer to spoler i umiddelbar nærhet, for eksempel på samme kjerne, vil fenomenet gjensidig induksjon observeres. La oss hoppe over vekselstrøm i den første, så vil vekselstrømmen trenge inn i svingene til den andre og EMF vil vises på terminalene.
Denne EMF vil avhenge av ledningens lengde, antallet svinger, så vel som av størrelsen på magnetens magnetiske permeabilitet. Hvis de ganske enkelt plasseres ved siden av hverandre, vil EMF være lavt, og hvis du tar en kjerne laget av magnetisk mykt stål, vil EMF være mye større. Egentlig er det slik transformatoren er ordnet.
Jeg lurer på: denne gjensidige påvirkningen av spolene på hverandre kalles induktiv kobling.
Fordel og skade
Hvis du forstår den teoretiske delen, er det verdt å vurdere hvor fenomenet selvinduksjon brukes i praksis. Tenk på eksemplene på det vi ser i hverdagen og teknologien. En av de mest nyttige applikasjonene er en transformator, vi har allerede vurdert prinsippet om dens drift. Nå ble mindre og mindre vanlige, men tidligere daglige lysstoffrør brukt i armaturer. Prinsippet for deres arbeid er basert på fenomenet selvinduksjon. Du kan se diagramene hennes nedenfor.
Etter påføring av spenning strømmer strømmen gjennom kretsløpet: fase - induktor - spiral - start - spiral - null.
Eller omvendt (fase og null). Etter at starteren er aktivert, åpnes kontaktene choke (en spole med stor induktans) søker å opprettholde strøm i samme retning, induserer en selvinduserende EMF i stor størrelse og lampene tennes.
Tilsvarende gjelder dette fenomenet tenningskretsen til en bil eller motorsykkel som kjører på bensin. I dem er en mekanisk (avbryter) eller halvlederbryter (transistor i datamaskinen) installert i gapet mellom induktoren og minus (bakken). Denne nøkkelen, i det øyeblikket det skulle dannes en gnist i sylinderen for å antenne drivstoffet, bryter spenningens strømforsyningskrets. Da forårsaker energien som er lagret i kjernen av spolen en økning i emf for selvinduksjon og spenningen på elektroden til stearinlyset øker til en nedbryting av gnistgapet oppstår, eller til spolen brenner ut.
I strømforsyninger og lydutstyr er det ofte nødvendig å fjerne overflødig krusning, støy eller frekvens fra signalet. For dette brukes filtre med forskjellige konfigurasjoner. Ett alternativ er LC, LR-filtre. På grunn av hinderet for henholdsvis vekst av strøm og motstand fra vekselstrøm, er det mulig å nå målene.
Selvinduksjon EMF er skadelig for kontaktene til brytere, effektbrytere, stikkontakter, maskiner og annet. Du har kanskje lagt merke til at når du trekker pluggen til en fungerende støvsuger ut av stikkontakten, så er det ofte en blitz inni den. Dette er motstanden mot å endre strømmen i spolen (motorvikling i dette tilfellet).
I halvlederbrytere er situasjonen mer kritisk - selv en liten induktans i kretsen kan føre til sammenbrudd når toppverdiene til Uke eller Usi er nådd. For å beskytte dem, er snubberkretser installert, hvor energien fra induktive burst sprer seg.
konklusjon
For å oppsummere. Betingelsene for fremveksten av EMF selvinduksjon er: tilstedeværelsen av induktans i kretsen og endringen i strøm i belastningen. Dette kan skje både i drift, når du endrer modus eller forstyrrer påvirkninger, og når du bytter enheter.Dette fenomenet kan skade kontaktene til stafetter og forretter, som det fører til lysbue når du åpner induktive kretser, for eksempel elektriske motorer. For å redusere den negative påvirkningen er det meste av koblingsutstyr utstyrt med lysbuer.
For nyttige formål blir EMF-fenomenet brukt ganske ofte, fra et filter til glatte strøm-krusninger og et frekvensfilter i lydutstyr, til transformatorer og høyspent tennspoler i biler.
Til slutt anbefaler vi å se en nyttig video om et emne som kort og detaljert undersøker fenomenet selvinduksjon:
Vi håper at nå har det blitt klart for deg hva egeninduksjon er, hvordan den manifesterer seg og hvor den kan brukes. Hvis du har spørsmål, kan du stille dem i kommentarene under artikkelen!
Relaterte materialer:
Laster inn ...
