Vad är självinduktion - enkla ord
definition
Självinduktion är utseendet i ledaren av en elektromotorisk kraft (EMF) riktad i motsatt riktning relativt spänningen på kraftkällan när strömmen flyter. Dessutom uppstår det just nu när strömstyrkan i kretsen förändras. En växlande elektrisk ström genererar ett växlande magnetfält, vilket i sin tur inducerar en EMF i ledaren.
Detta liknar formuleringen av lagen om elektromagnetisk induktion av Faraday, där det står:
När ett magnetiskt flöde passerar genom en ledare visas en emk i den senare. Det är proportionellt mot förändringshastigheten för magnetflödet (mat. Tidsderivat).
Det är:
E = dF / dt,
Där E är EMF för självinduktion, mätt i volt, F är magnetflödet, mätenheten är Wb (weber, den är också lika med V / s)
induktans
Vi har redan sagt att självinduktion ingår i induktiva kretsar, därför överväger vi fenomenet självinduktion genom att använda ett exempel på en induktor.
En induktor är ett element som är en spole hos en isolerad ledare. För att öka induktansen ökas antalet varv, eller placeras en kärna av mjukt magnetiskt eller annat material inuti spolen.
Enhet induktans är Henry (GN). Induktans karakteriserar hur starkt ledaren motverkar elektrisk ström. Eftersom ett magnetfält bildas runt varje ledare genom vilken ström flyter, och om du placerar ledaren i ett växelfält kommer en ström att visas i den. I sin tur läggs de magnetiska fälten för varje spolvarv. Sedan kommer ett starkt magnetfält att dyka upp runt spolen genom vilken strömmen flyter. När du ändrar styrka i spolen kommer magnetflödet runt den också att förändras.
Enligt lagen om Faradays elektromagnetiska induktion, om ett växlande magnetiskt flöde tränger in i spolen, kommer en ström och självinducerande EMF att visas i den. De kommer att hindra strömmen som flyter i induktansen från strömkällan till lasten. De kallas också extra-strömmar av EMF självinduktion.
Formeln för självinduktion EMF på induktansen är:
Det vill säga, ju större induktans, och ju mer och snabbare strömmen förändras, desto starkare blir kraftöverspänningen i emk.
Med ökande ström i spolen inträffar en EMF för självinduktion, vilken är riktad mot spänningen i kraftkällan, respektive kommer ökningen av ström att avta.Detsamma händer när den minskar - självinduktion leder till att en EMF ser ut, vilket kommer att hålla strömmen i spolen i samma riktning som tidigare. Det följer att spänningen vid spolens terminaler kommer att vara motsatt till kraftkällans polaritet.
I figuren nedan ser du att när du slår på / av den induktiva kretsen uppstår inte strömmen kraftigt utan förändras gradvis. Detta indikeras också av lagarna för att byta.
En annan definition av induktans är följande: magnetflödet är proportionellt mot strömmen, men i formeln fungerar induktansen som en proportionalitetskoefficient.
F = L * I
Transformator och ömsesidig induktion
Om du placerar två spolar i närheten, till exempel på samma kärna, kommer fenomenet ömsesidig induktion att observeras. Låt oss hoppa över växelström i den första, sedan kommer dess växelström att tränga igenom den andra svängen och EMF kommer att visas på dess terminaler.
Denna EMF kommer att bero på trådens längd, antalet varv, såväl som på magnets magnetiska permeabilitet. Om de helt enkelt placeras bredvid varandra kommer EMF att vara lågt, och om du tar kärnan från magnetiskt mjukt stål blir EMF mycket större. Det är så här transformatorn är ordnad.
Jag undrar: detta ömsesidiga inflytande av spolarna på varandra kallas induktiv koppling.
Fördelar och skada
Om du förstår den teoretiska delen är det värt att överväga var fenomenet självinduktion används i praktiken. Tänk på exemplen på vad vi ser i vardagen och tekniken. En av de mest användbara applikationerna är en transformator, vi har redan beaktat principen för dess drift. Nu användes mindre och mindre vanliga, men tidigare dagliga lysrör i armaturer. Principen för deras arbete bygger på fenomenet självinduktion. Du kan se hennes diagram nedan.
Efter applicering av spänning flyter strömmen genom kretsen: fas - induktor - spiral - start - spiral - noll.
Eller vice versa (fas och noll). När startaren är aktiverad öppnas dess kontakter choke (en spole med stor induktans) försöker hålla strömmen i samma riktning, inducerar en självinduktions EMF med stor storlek och lamporna tänds.
På liknande sätt gäller detta fenomen för tändningskretsen för en bil eller motorcykel som körs på bensin. I dem är en mekanisk (avbrytare) eller halvledaromkopplare (transistor i datorn) installerad i spalten mellan induktorn och minus (jord). Denna nyckel, i det ögonblick då en gnista bör bildas i cylindern för att antända bränslet, bryter spolens strömförsörjningskrets. Sedan orsakar energin lagrad i spolens kärna en ökning av självinduktionsströmmen och spänningen på ljusets elektrod ökar tills en nedbrytning av gnistgapet uppstår, eller tills spolen brinner ut.
I strömförsörjning och ljudutrustning är det ofta nödvändigt att ta bort överskott av rippel, ljud eller frekvens från signalen. För detta används filter med olika konfigurationer. Ett alternativ är LC, LR-filter. På grund av hinder för växelström respektive växelström motstånd, är det möjligt att uppnå målen.
Självinducerande EMF är skadligt för kontakter från strömbrytare, brytare, uttag, automatmaskiner och andra saker. Du kanske har lagt märke till att när du drar kontakten till en fungerande dammsugare ur uttaget, en blixt inuti den ofta märks. Detta är motståndet mot att byta ström i spolen (motorlindning i detta fall).
I halvledaromkopplare är situationen mer kritisk - även en liten induktans i kretsen kan leda till deras nedbrytning när toppvärdena för Uke eller Usi uppnås. För att skydda dem är snubberkretsar installerade, på vilka energin från induktiva skurar sprids.
slutsats
För att sammanfatta. Förutsättningarna för uppkomsten av EMF självinduktion är: närvaron av induktans i kretsen och förändringen i ström i belastningen. Detta kan inträffa både i drift, vid byte av läge eller störande påverkan och vid växling av enheter.Detta fenomen kan skada kontakterna mellan reläer och startar, som det leder till Ijusbågsbildning när du öppnar induktiva kretsar, till exempel elmotorer. För att minska den negativa påverkan är huvuddelen av omkopplingsutrustningen utrustad med ljusbågar.
För användbara ändamål används EMF-fenomenet ganska ofta, från ett filter till släta strömrimpor och ett frekvensfilter i ljudutrustning, till transformatorer och högspännings tändspolar i bilar.
Slutligen rekommenderar vi att du tittar på en användbar video om ämnet, som kort och i detalj diskuterar fenomenet självinduktion:
Vi hoppas att det nu har blivit klart för dig vad självinduktion är, hur den manifesterar sig och var den kan användas. Om du har frågor, fråga dem i kommentarerna under artikeln!
Relaterade material:
Hämtar ...
