správy

Princíp činnosti indukčnosti je veľmi abstraktný. Aby sme vysvetlili, čo je indukčnosť, vychádzame zo základného fyzikálneho javu.

1. Dva javy a jeden zákon: elektrinou indukovaný magnetizmus, magnetizmom indukovaná elektrina a Lenzov zákon

1.1 Elektromagnetický jav

V stredoškolskej fyzike existuje experiment: keď je malá magnetická strelka umiestnená vedľa vodiča s prúdom, smer malej magnetickej strelky sa vychýli, čo naznačuje, že okolo prúdu je magnetické pole. Tento jav objavil dánsky fyzik Oersted v roku 1820.

Ak vodič navinieme do kruhu, magnetické polia generované každým kruhom vodiča sa môžu prekrývať a celkové magnetické pole zosilnie, čo môže priťahovať malé predmety. Na obrázku je cievka napájaná prúdom 2~3A. Všimnite si, že smaltovaný drôt má limit menovitého prúdu, inak sa roztopí v dôsledku vysokej teploty.

2. Magnetoelektrický jav

V roku 1831 britský vedec Faraday zistil, že keď sa časť vodiča uzavretého obvodu pohne, aby prerušila magnetické pole, na vodiči sa vytvorí elektrina. Predpokladom je, že obvod a magnetické pole sú v relatívne sa meniacom prostredí, preto sa nazýva „dynamická“ magnetoelektrina a generovaný prúd sa nazýva indukovaný prúd.

Môžeme urobiť experiment s motorom. V bežnom DC kartáčovanom motore je statorová časť permanentný magnet a rotorová časť je cievkový vodič. Manuálne otáčanie rotora znamená, že sa vodič pohybuje, aby prerušil magnetické siločiary. Pomocou osciloskopu na pripojenie dvoch elektród motora je možné merať zmenu napätia. Na tomto princípe je vyrobený generátor.

3. Lenzov zákon

Lenzov zákon: Smer indukovaného prúdu generovaného zmenou magnetického toku je smer, ktorý je proti zmene magnetického toku.

Jednoduché pochopenie tejto vety je: keď sa magnetické pole (vonkajšie magnetické pole) okolia vodiča zosilní, magnetické pole generované jeho indukovaným prúdom je opačné ako vonkajšie magnetické pole, čím je celkové celkové magnetické pole slabšie ako vonkajšie magnetické pole. magnetické pole. Keď magnetické pole (vonkajšie magnetické pole) prostredia vodiča zoslabne, magnetické pole generované jeho indukovaným prúdom je opačné ako vonkajšie magnetické pole, čím je celkové celkové magnetické pole silnejšie ako vonkajšie magnetické pole.

Lenzov zákon možno použiť na určenie smeru indukovaného prúdu v obvode.

2. Špirálovitá rúrková cievka – vysvetľuje, ako fungujú induktory So znalosťou vyššie uvedených dvoch javov a jedného zákona sa pozrime, ako fungujú induktory.

Najjednoduchším induktorom je špirálová rúrková cievka:

Situácia počas zapnutia

Odrezali sme malú časť špirálovej trubice a vidíme dve cievky, cievku A a cievku B:

Počas procesu zapnutia je situácia nasledovná:

①Cievka A prechádza prúdom za predpokladu, že jeho smer je znázornený modrou plnou čiarou, ktorá sa nazýva externý budiaci prúd;
②Podľa princípu elektromagnetizmu vonkajší budiaci prúd generuje magnetické pole, ktoré sa začína šíriť v okolitom priestore a pokrýva cievku B, čo je ekvivalentné cievke B pretínajúcej magnetické siločiary, ako je znázornené modrou bodkovanou čiarou;
③Podľa princípu magnetoelektriky sa v cievke B generuje indukovaný prúd, ktorého smer je znázornený zelenou plnou čiarou, ktorá je oproti vonkajšiemu budiacemu prúdu;
④Podľa Lenzovho zákona má magnetické pole generované indukovaným prúdom pôsobiť proti magnetickému poľu vonkajšieho budiaceho prúdu, ako je znázornené zelenou bodkovanou čiarou;

Situácia po zapnutí je stabilná (DC)

Po stabilnom zapnutí je externý budiaci prúd cievky A konštantný a magnetické pole, ktoré vytvára, je tiež konštantné. Magnetické pole nemá žiadny relatívny pohyb s cievkou B, takže neexistuje žiadna magnetoelektrina a neexistuje žiadny prúd reprezentovaný zelenou plnou čiarou. V tomto čase je induktor ekvivalentný skratu pre externé budenie.

3. Charakteristika indukčnosti: prúd sa nemôže náhle zmeniť

Po pochopení, ako aninduktorfunguje, pozrime sa na jeho najdôležitejšiu charakteristiku – prúd v induktore sa nemôže náhle zmeniť.

Na obrázku je horizontálna os pravej krivky čas a vertikálna os je prúd na induktore. Za počiatok času sa považuje moment, keď je spínač zatvorený.

Je vidieť, že: 1. V momente, keď je spínač zatvorený, je prúd na induktore 0A, čo je ekvivalentné s otvoreným obvodom induktora. Okamžitý prúd sa totiž prudko mení, čo vygeneruje obrovský indukovaný prúd (zelený), aby odolal vonkajšiemu budiacemu prúdu (modrý);

2. V procese dosiahnutia ustáleného stavu sa prúd na induktore mení exponenciálne;

3. Po dosiahnutí ustáleného stavu je prúd na tlmivke I=E/R, čo je ekvivalentné skratu tlmivky;

4. Indukovanému prúdu zodpovedá indukovaná elektromotorická sila, ktorá pôsobí proti E, preto sa nazýva Back EMF (reverzná elektromotorická sila);

4. Čo je to vlastne indukčnosť?

Indukčnosť sa používa na opis schopnosti zariadenia odolávať zmenám prúdu. Čím silnejšia je schopnosť odolávať zmenám prúdu, tým väčšia je indukčnosť a naopak.

Pre jednosmerné budenie je induktor nakoniec v skratovom stave (napätie je 0). Počas procesu zapnutia však napätie a prúd nie sú 0, čo znamená, že je napájanie. Proces akumulácie tejto energie sa nazýva nabíjanie. Túto energiu ukladá vo forme magnetického poľa a v prípade potreby ju uvoľňuje (napríklad keď externé budenie nedokáže udržať veľkosť prúdu v ustálenom stave).

Induktory sú inerciálne zariadenia v elektromagnetickom poli. Inerciálne zariadenia nemajú rady zmeny, rovnako ako zotrvačníky v dynamike. Spočiatku je ťažké ich začať točiť a keď sa začnú točiť, je ťažké ich zastaviť. Celý proces sprevádza premena energie.

Ak máte záujem, navštívte webovú stránkuwww.tclmdcoils.com.