การเหนี่ยวนำตนเองคืออะไร - คำง่าย ๆ
คำนิยาม
การเหนี่ยวนำตนเองคือลักษณะที่ปรากฏในตัวนำของแรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF) ที่มุ่งไปในทิศทางตรงกันข้ามเมื่อเทียบกับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงานเมื่อกระแสไหล ยิ่งไปกว่านั้นมันเกิดขึ้นในขณะที่ความแรงของกระแสในวงจรมีการเปลี่ยนแปลง กระแสไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงจะสร้างสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนไปซึ่งจะส่งผลให้เกิด EMF ในตัวนำ
มันคล้ายกับสูตรของกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ซึ่งมันบอกว่า:
เมื่อฟลักซ์แม่เหล็กไหลผ่านตัวนำตัวนำจะมีแรงเคลื่อนไฟฟ้าปรากฏอยู่ด้านหลัง มันเป็นสัดส่วนกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็ก (mat. อนุพันธ์ของเวลา)
นั่นคือ:
E = dF / dt,
เมื่อ E คือ EMF ที่เหนี่ยวนำตนเอง, วัดเป็นโวลต์, F คือฟลักซ์แม่เหล็ก, หน่วยการวัดคือ Wb (Weber, ก็เท่ากับ V / s)
การเหนี่ยวนำ
เราได้กล่าวแล้วว่าการเหนี่ยวนำตนเองมีอยู่ในวงจรอุปนัยดังนั้นเราพิจารณาปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำด้วยตนเองโดยใช้ตัวอย่างของตัวเหนี่ยวนำ
ตัวเหนี่ยวนำเป็นองค์ประกอบที่เป็นขดลวดของตัวนำหุ้มฉนวน เพื่อเพิ่มการเหนี่ยวนำจำนวนรอบจะเพิ่มขึ้นหรือแกนกลางของแม่เหล็กอ่อนหรือวัสดุอื่น ๆ จะถูกวางไว้ภายในขดลวด
หน่วยเหนี่ยวนำคือเฮนรี่ (GN) การเหนี่ยวนำเป็นลักษณะการเหนี่ยวนำของกระแสไฟฟ้าอย่างรุนแรง เนื่องจากสนามแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นรอบ ๆ ตัวนำแต่ละอันที่กระแสไหลผ่านและถ้าคุณวางตัวนำในสนามที่มีกระแสสลับกระแสจะปรากฏขึ้น ในทางกลับกันสนามแม่เหล็กของการหมุนขดลวดแต่ละครั้งจะถูกเพิ่มเข้าไป จากนั้นสนามแม่เหล็กที่แรงจะปรากฏรอบ ๆ ขดลวดซึ่งกระแสไหลผ่าน เมื่อเปลี่ยนความแข็งแรงในขดลวดฟลักซ์แม่เหล็กรอบ ๆ ก็จะเปลี่ยนไปเช่นกัน
ตามกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์หากฟลักซ์แม่เหล็กสลับแทรกซึมผ่านขดลวด EMF ในปัจจุบันและการเหนี่ยวนำด้วยตนเองจะปรากฏขึ้นในนั้น พวกเขาจะขัดขวางกระแสไหลในการเหนี่ยวนำจากแหล่งพลังงานไปยังโหลด พวกเขาจะเรียกว่ากระแสพิเศษของการเหนี่ยวนำด้วยตนเองของ EMF
สูตรสำหรับ EMF ที่เหนี่ยวนำตนเองในการเหนี่ยวนำคือ:
กล่าวคือยิ่งมีการเหนี่ยวนำมากขึ้นและยิ่งมีการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันมากเท่าไหร่ก็จะยิ่งมีกระแสไฟฟ้าแรงมากขึ้นเท่านั้น
เมื่อกระแสที่เพิ่มขึ้นในขดลวด EMF ของการเหนี่ยวนำด้วยตนเองเกิดขึ้นซึ่งมุ่งตรงกับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงานตามลำดับการเพิ่มขึ้นของกระแสจะช้าลงเกิดขึ้นเมื่อลดลง - การเหนี่ยวนำตนเองจะนำไปสู่การปรากฏตัวของ EMF ซึ่งจะรักษากระแสในขดลวดในทิศทางเดียวกันเหมือนก่อนหน้านี้ ตามด้วยแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของขดลวดจะตรงข้ามกับขั้วของแหล่งพลังงาน
ในรูปด้านล่างคุณจะเห็นว่าเมื่อคุณเปิด / ปิดวงจรอุปนัยกระแสไฟฟ้าจะไม่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่จะค่อยๆเปลี่ยนไป สิ่งนี้ถูกระบุโดยกฎหมายว่าด้วยการสับเปลี่ยน
คำจำกัดความของการเหนี่ยวนำอื่นมีดังนี้ฟลักซ์แม่เหล็กเป็นสัดส่วนกับกระแสไฟฟ้า แต่ในสูตรการเหนี่ยวนำทำหน้าที่เป็นสัมประสิทธิ์สัดส่วน
F = L * I
หม้อแปลงไฟฟ้าและการเหนี่ยวนำร่วมกัน
หากคุณวางขดลวดสองอันไว้ใกล้กันบนแกนเดียวกันปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำร่วมจะถูกสังเกต ลองข้ามกระแสไฟฟ้าสลับกันในครั้งแรกจากนั้นกระแสสลับของมันจะทะลุผ่านรอบที่สองและ EMF จะปรากฏบนขั้วของมัน
EMF นี้จะขึ้นอยู่กับความยาวของลวดตามลำดับจำนวนรอบเช่นเดียวกับขนาดของการซึมผ่านของแม่เหล็กของสื่อ หากวางไว้ติดกัน EMF จะต่ำและถ้าคุณนำแกนที่ทำจากเหล็กอ่อนแบบแม่เหล็ก EMF จะมีขนาดใหญ่กว่ามาก ที่จริงแล้วนี่คือวิธีการจัดเรียงหม้อแปลง
ที่น่าสนใจ: อิทธิพลร่วมกันของขดลวดต่อกันนี้เรียกว่าการมีเพศสัมพันธ์แบบเหนี่ยวนำ
ประโยชน์และอันตราย
หากคุณเข้าใจส่วนทางทฤษฎีมันก็คุ้มค่าที่จะพิจารณาว่าจะใช้ปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำตนเองในทางปฏิบัติอย่างไร ลองพิจารณาตัวอย่างของสิ่งที่เราเห็นในชีวิตประจำวันและเทคโนโลยี แอปพลิเคชั่นที่มีประโยชน์ที่สุดอย่างหนึ่งคือหม้อแปลงไฟฟ้าเราได้พิจารณาถึงหลักการของการทำงานของมันแล้ว ตอนนี้ใช้หลอดฟลูออเรสเซนต์ทั่วไปน้อยลง แต่น้อยลงทุกวันในหลอดไฟ หลักการทำงานของพวกเขาขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำตนเอง คุณสามารถดูไดอะแกรมของเธอด้านล่าง
หลังจากใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสจะไหลผ่านวงจร: ตัวเหนี่ยวนำเฟส - เกลียว - ตัวเริ่มต้น - เกลียว - ศูนย์
หรือในทางกลับกัน (เฟสและศูนย์) หลังจากเปิดใช้งาน Starter แล้วรายชื่อจะเปิดขึ้นมา เค้น (ขดลวดที่มีตัวเหนี่ยวนำขนาดใหญ่) พยายามรักษากระแสในทิศทางเดียวกันทำให้เกิด EMF เหนี่ยวนำขนาดใหญ่ที่เหนี่ยวนำด้วยตัวเองและหลอดไฟจะจุดติด
ในทำนองเดียวกันปรากฏการณ์นี้ใช้กับวงจรจุดระเบิดของรถยนต์หรือรถจักรยานยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซิน ในนั้นมีสวิตช์เชิงกล (ผู้ขัดขวาง) หรือเซมิคอนดักเตอร์ (ทรานซิสเตอร์ในคอมพิวเตอร์) ติดตั้งอยู่ในช่องว่างระหว่างตัวเหนี่ยวนำและตัวลบ (พื้นดิน) กุญแจนี้ในขณะที่ประกายไฟควรก่อตัวในกระบอกสูบเพื่อจุดติดไฟน้ำมันจะทำลายวงจรแหล่งจ่ายไฟของขดลวด จากนั้นพลังงานที่เก็บไว้ในแกนกลางของขดลวดทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นของการเหนี่ยวนำด้วยตนเองและแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วไฟฟ้าของเทียนจะเพิ่มขึ้นจนกว่าจะเกิดการแตกของช่องว่างประกายไฟหรือจนกระทั่งขดลวดไหม้
ในแหล่งจ่ายไฟและอุปกรณ์เครื่องเสียงมักจำเป็นต้องลบระลอกคลื่นเสียงรบกวนหรือความถี่ที่มากเกินไปออกจากสัญญาณ สำหรับสิ่งนี้จะใช้ตัวกรองการกำหนดค่าที่แตกต่างกัน ทางเลือกหนึ่งคือ LC, LR ฟิลเตอร์ เนื่องจากอุปสรรคต่อการเติบโตของกระแสไฟฟ้าและความต้านทานกระแสสลับตามลำดับจึงเป็นไปได้ที่จะบรรลุเป้าหมาย
การเหนี่ยวนำด้วยตนเอง EMF เป็นอันตรายต่อการสัมผัสของสวิตช์เบรกเกอร์ซ็อกเก็ตเครื่องอัตโนมัติและสิ่งอื่น ๆ คุณอาจสังเกตเห็นว่าเมื่อคุณดึงปลั๊กของเครื่องดูดฝุ่นที่ใช้งานได้ออกจากซ็อกเก็ตแฟลชภายในนั้นมักจะสังเกตเห็นได้ชัดเจน นี่คือความต้านทานต่อการเปลี่ยนกระแสในขดลวด (ขดลวดมอเตอร์ในกรณีนี้)
ในสวิตช์เซมิคอนดักเตอร์สถานการณ์มีความสำคัญยิ่งขึ้น - แม้แต่ตัวเหนี่ยวนำขนาดเล็กในวงจรสามารถนำไปสู่การพังทลายได้เมื่อถึงค่าสูงสุดของ Uke หรือ Usi เพื่อปกป้องพวกมันได้มีการติดตั้งวงจร snubber ซึ่งพลังงานของการระเบิดแบบอุปนัยจะกระจายไป
ข้อสรุป
เพื่อสรุป เงื่อนไขสำหรับการเกิดขึ้นของการเหนี่ยวนำด้วยตนเองของ EMF คือ: การปรากฏตัวของการเหนี่ยวนำในวงจรและการเปลี่ยนแปลงของกระแสในโหลด สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในการทำงานเมื่อเปลี่ยนโหมดหรือรบกวนอิทธิพลและเมื่อเปลี่ยนอุปกรณ์ปรากฏการณ์นี้สามารถสร้างความเสียหายให้กับหน้าสัมผัสของรีเลย์และสตาร์ทเตอร์ได้ arcing เมื่อเปิดวงจรอุปนัยเช่นมอเตอร์ไฟฟ้า เพื่อลดผลกระทบด้านลบอุปกรณ์สวิตชิ่งส่วนใหญ่มีอุปกรณ์ติดตั้งแบบมีผนังกั้น
สำหรับวัตถุประสงค์ที่เป็นประโยชน์ปรากฏการณ์ EMF นั้นถูกใช้บ่อย ๆ ตั้งแต่ตัวกรองไปจนถึงระลอกคลื่นเรียบและตัวกรองความถี่ในอุปกรณ์เครื่องเสียงไปจนถึงหม้อแปลงและขดลวดจุดระเบิดแรงดันสูงในรถยนต์
สุดท้ายเราขอแนะนำให้ดูวิดีโอที่มีประโยชน์ในหัวข้อซึ่งโดยสังเขปและโดยละเอียดเกี่ยวกับปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำตนเอง:
เราหวังว่าตอนนี้มันชัดเจนสำหรับคุณว่าการเหนี่ยวนำตนเองคืออะไรมันแสดงออกอย่างไรและสามารถนำไปใช้ได้อย่างไร หากคุณมีคำถามให้ถามพวกเขาในความคิดเห็นภายใต้บทความ!
วัสดุที่เกี่ยวข้อง:
กำลังโหลด ...
