Mi az önindukció - egyszerű szavak
Meghatározás
Az önindukció az elektromotor erő (EMF) megjelenése a vezetőben, amely az áramforrás feszültségéhez képest ellentétes irányba mutat, amikor áram áramlik. Sőt, akkor merül fel, amikor az áram erőssége megváltozik. A változó elektromos áram változó mágneses teret generál, amely viszont EMF-t indukál a vezetőben.
Ez hasonló a Faraday elektromágneses indukciójának törvény megfogalmazásához, amelyben azt mondják:
Amikor a mágneses fluxus áthalad egy vezetéken, akkor az EMF jelenik meg. Arányos a mágneses fluxus (mat. Időszármazék) változásának sebességével.
Azaz:
E = dF / dt,
Ahol E az önindukció EMF, voltban mérve, F a mágneses fluxus, a mértékegység Wb (weber, ez szintén megegyezik V / s-val)
induktivitás
Már említettük, hogy az önindukció az induktív áramkörökben rejlik, ezért az önindukció jelenségét egy induktor példáján tekintjük.
Az induktor olyan elem, amely a szigetelt vezető tekercsét képezi. Az induktivitás növelése érdekében megnövekszik a fordulatok száma, vagy a tekercs belsejében puha mágneses vagy más anyagú magot helyeznek el.
Az induktivitás mértékegység Henry (GN). Az induktivitás jellemzi, hogy a vezető mennyire ellensúlyozza az elektromos áramot. Mivel minden vezető körül mágneses mező alakul ki, amelyen keresztül áram áramlik, és ha a vezetőt váltakozó mezőbe helyezi, akkor áram jelenik meg benne. Ehhez hozzáadódnak az egyes tekercsek mágneses terei. Ekkor egy erős mágneses mező jelenik meg a tekercs körül, amelyen keresztül az áram áramlik. Ha megváltoztatja az erejét a tekercsben, akkor a mágneses fluxus is megváltozik.
A Faraday elektromágneses indukciójának törvénye szerint, ha váltakozó mágneses fluxus hatol be a tekercsbe, akkor áram és önindukciós EMF jelenik meg benne. Gátolják az áramot, amely az áramforrás és a terhelés közötti induktivitásban folyik. Ezeket az EMF önindukció extra áramáinak is nevezik.
Az EMF önindukciós képlete az induktivitással szemben:
Vagyis minél nagyobb az induktivitás, és minél gyorsabban és gyorsabban változnak az áramok, annál erősebb lesz az emf hullám.
A tekercs áramának növekedésével az önindukció EMF jön létre, amely az áramforrás feszültségével szemben irányul, az áram növekedése lelassul.Ugyanez történik, ha csökken - az önindukció EMF megjelenését eredményezi, amely a tekercsben az áramot a korábbival azonos irányban tartja. Ebből következik, hogy a tekercs kivezetésein a feszültség ellentétes lesz az áramforrás polaritásával.
Az alábbi ábrán láthatja, hogy az induktív áramkör be- és kikapcsolásakor az áram nem hirtelen merül fel, hanem fokozatosan változik. Ezt a váltás törvényei is jelzik.
Az induktivitás egy másik meghatározása a következő: a mágneses fluxus arányos az árammal, de képletében az induktivitás egy arányossági együtthatóként működik.
F = L * I
Transzformátor és kölcsönös indukció
Ha két tekercset helyezünk egymáshoz közel, például ugyanarra a magra, akkor megfigyelhető a kölcsönös indukció jelensége. Átugorjuk a váltakozó áramot az elsőben, akkor váltakozó áramlása áthatol a második fordulatán, és az EMF megjelenik a végén.
Ez az EMF a huzal hosszától, illetve a fordulások számától, valamint a közeg mágneses permeabilitásának nagyságától függ. Ha egyszerűen egymás mellé helyezik, az EMF alacsony lesz, és ha magmágnesesen puha acélból készülsz, akkor az EMF sokkal nagyobb lesz. Valójában így van elrendezve a transzformátor.
Érdekes: ezt a tekercseknek ezt a kölcsönös hatását induktív csatolásnak nevezzük.
Előny és kár
Ha megérti az elméleti részt, akkor érdemes megfontolni, hogy az önindukció jelensége miként alkalmazható a gyakorlatban. Fontolja meg a példákat arra, amit látunk a mindennapi életben és a technológiában. Az egyik leghasznosabb alkalmazás a transzformátor, már megvizsgáltuk működésének elvét. Most egyre kevésbé gyakori, de korábban napi fénycsöveket használták a lámpatestekben. Munkájuk elve az önindukció jelenségén alapszik. Az alábbiakban láthatja a rajzait.
A feszültség alkalmazása után az áram átáramlik az áramkörön: fázis-induktor - spirál - indító - spirál - nulla.
Vagy fordítva (fázis és nulla). Az indító aktiválása után az érintkezők kinyílnak gázkar (egy nagy induktivitású tekercs) arra törekszik, hogy az áramot ugyanabban az irányban tartsa, nagymértékű önindukciós EMF-t indukál és a lámpák meggyulladnak.
Hasonlóképpen, ez a jelenség vonatkozik egy benzinüzemű autó vagy motorkerékpár gyújtásáramkörére. Ezekben egy mechanikus (megszakító) vagy félvezető kapcsolót (a számítógép tranzisztorát) kell felszerelni az induktor és a mínusz (föld) közötti résbe. Ez a gomb abban a pillanatban, amikor a hengerben szikra keletkezhet az üzemanyag meggyújtására, megszakítja a tekercs tápegységét. Ezután a tekercs magjában tárolt energia megnöveli az önindukció emf-jét, és a gyertya elektródáján a feszültség addig növekszik, amíg a szikraköz meg nem szakad, vagy amíg a tekercs kiég.
A tápegységekben és az audioberendezésekben gyakran el kell távolítani a jel túlzott hullámait, zaját vagy frekvenciáját. Ehhez különféle konfigurációk szűrőit kell használni. Az egyik lehetőség az LC, LR szűrők. Az áram növekedésének akadálya és a váltakozó áram ellenállása miatt lehetséges a célok elérése.
Az önindukciós EMF káros a kapcsolók, megszakítók, aljzatok, automatikus gépek és más dolgok érintkezésére. Lehet, hogy észrevette, hogy amikor kihúzza egy működő porszívó dugóját az aljzatból, a benne található vaku gyakran észlelhető. Ez a tekercsben lévő áram változásának ellenállása (ebben az esetben a motor tekercselése).
A félvezető kapcsolókban a helyzet kritikusabb - még az áramkörben lévő kis induktivitás is vezethet azok bontásához, amikor az Uke vagy Usi csúcsértékeket elérik. Megóvásuk érdekében szubber-áramköröket telepítenek, amelyekre az induktív robbantások energiája eloszlik.
következtetés
Összefoglalni. Az EMF önindukció megjelenésének feltételei: az induktivitás jelenléte az áramkörben és az áram változása a terhelésben. Ez működés közben, üzemmódváltás vagy zavaró befolyások esetén, valamint az eszközök cseréjekor fordulhat elő.Ez a jelenség károsíthatja a relék és az indítók érintkezőit, mivel vezet ívkisülés induktív áramkörök, például elektromos motorok nyitásakor. A negatív hatás csökkentése érdekében a kapcsolóberendezések nagy része ívkamrákkal van ellátva.
Hasznos célokra az EMF jelenséget gyakran használják, a szűrőktől az áramhullámok simításáig és az audióberendezések frekvenciaszűrőjéig, a transzformátorokig és a személygépkocsiban használt nagyfeszültségű gyújtótekercsekig.
Végül azt javasoljuk, hogy nézzen meg egy hasznos videót egy témáról, amely röviden és részletesen megvizsgálja az önindukció jelenségét:
Reméljük, hogy most már nektek egyértelművé vált, mi az önindukció, hogyan manifesztálódik és hol használható. Ha kérdése van, kérdezze meg őket a cikk alatt található megjegyzésben!
Kapcsolódó anyagok:
Betöltés...
