uudiseid

Induktiivsuse tööpõhimõte on väga abstraktne. Et selgitada, mis on induktiivsus, lähtume põhilisest füüsikalisest nähtusest.

1. Kaks nähtust ja üks seadus: elektri poolt indutseeritud magnetism, magnetismi poolt indutseeritud elekter ja Lenzi seadus

1.1 Elektromagnetiline nähtus

Gümnaasiumi füüsikas on eksperiment: kui väike magnetnõel asetada vooluga juhi kõrvale, kaldub väikese magnetnõela suund kõrvale, mis näitab, et voolu ümber on magnetväli. Selle nähtuse avastas Taani füüsik Oersted 1820. aastal.

Kui keerame juhi ringiks, võivad juhi iga ringi tekitatud magnetväljad kattuda ja üldine magnetväli muutub tugevamaks, mis võib väikeseid esemeid ligi tõmmata. Joonisel on mähis pingestatud vooluga 2~3A. Pange tähele, et emailitud traadil on nimivoolupiirang, vastasel juhul sulab see kõrge temperatuuri tõttu.

2. Magnetoelektri nähtus

1831. aastal avastas Briti teadlane Faraday, et kui osa suletud ahela juhist liigub magnetvälja katkestamiseks, tekib juhile elekter. Eelduseks on, et vooluahel ja magnetväli on suhteliselt muutuvas keskkonnas, mistõttu seda nimetatakse "dünaamiliseks" magnetoelektriks ja tekkivat voolu nimetatakse indutseeritud vooluks.

Saame teha katse mootoriga. Tavalises alalisvooluharjatud mootoris on staatori osaks püsimagnet ja rootori osaks mähisjuht. Rootori käsitsi pööramine tähendab, et juht liigub magnetiliste jõujoonte lõikamiseks. Mootori kahe elektroodi ühendamiseks ostsilloskoobi abil saab mõõta pinge muutust. Sellel põhimõttel on generaator valmistatud.

3. Lenzi seadus

Lenzi seadus: magnetvoo muutumisest tekkiva indutseeritud voolu suund on suund, mis on vastu magnetvoo muutumisele.

Selle lause lihtne mõistmine on järgmine: kui juhi keskkonna magnetväli (väline magnetväli) tugevneb, on selle indutseeritud voolu tekitatud magnetväli välise magnetväljaga vastupidine, muutes üldise kogumagnetvälja nõrgemaks kui väline magnetväli. magnetväli. Kui juhi keskkonna magnetväli (väline magnetväli) muutub nõrgemaks, on selle indutseeritud voolu tekitatud magnetväli välise magnetväljaga vastupidine, muutes üldise kogumagnetvälja tugevamaks kui väline magnetväli.

Lenzi seadust saab kasutada ahelas indutseeritud voolu suuna määramiseks.

2. Spiraaltoru mähis – induktiivpoolide tööpõhimõte. Teades kahte ülaltoodud nähtust ja ühte seadust, vaatame, kuidas induktiivpoolid töötavad.

Lihtsaim induktiivpool on spiraaltoru mähis:

Olukord sisselülitamise ajal

Lõikasime väikese osa spiraaltorust ja näeme kahte mähist, mähist A ja mähist B:

Sisselülitamise ajal on olukord järgmine:

①Mähis A läbib voolu, eeldades, et selle suund on näidatud sinise pideva joonega, mida nimetatakse väliseks ergutusvooluks;
②Vastavalt elektromagnetismi põhimõttele tekitab väline ergutusvool magnetvälja, mis hakkab ümbritsevas ruumis levima ja katab pooli B, mis on samaväärne magnetilisi jõujooni lõikava pooliga B, nagu on näidatud sinise punktiirjoonega;
③Vastavalt magnetoelektrilisuse põhimõttele tekib mähises B indutseeritud vool, mille suund on näidatud rohelise pideva joonega, mis on vastupidine välisele ergutusvoolule;
④Vastavalt Lenzi seadusele peab indutseeritud voolu tekitatud magnetväli neutraliseerima välise ergutusvoolu magnetvälja, nagu on näidatud rohelise punktiirjoonega;

Olukord pärast sisselülitamist on stabiilne (DC)

Kui sisselülitamine on stabiilne, on pooli A väline ergutusvool konstantne ja ka selle tekitatav magnetväli. Magnetväljal ei ole pooliga B suhtelist liikumist, seega puudub magnetoelektrilisus ja puudub vool, mida tähistab roheline pidev joon. Sel ajal on induktiivpool samaväärne välise ergutuse lühisega.

3. Induktiivsuse omadused: vool ei saa järsult muutuda

Pärast aru saamist, kuidas aninduktiivpooltoimib, vaatame selle kõige olulisemat omadust – vool induktiivpoolis ei saa järsku muutuda.

Joonisel on parempoolse kõvera horisontaaltelg aeg ja vertikaaltelg induktiivpooli vool. Aja alguspunktiks loetakse lüliti sulgemise hetke.

On näha, et: 1. Hetkel, mil lüliti on suletud, on induktiivpooli vool 0A, mis võrdub induktiivpooli avatud ahelaga. Selle põhjuseks on asjaolu, et hetkevool muutub järsult, mis tekitab tohutu indutseeritud voolu (roheline), mis peab vastu välisele ergutusvoolule (sinine);

2. Püsiseisundi saavutamise protsessis muutub induktiivpooli vool eksponentsiaalselt;

3. Pärast püsiseisundi saavutamist on induktiivpooli vool I=E/R, mis võrdub induktiivpooli lühistamisega;

4. Indutseeritud voolule vastab indutseeritud elektromotoorjõud, mis toimib E-le vastukaaluks, seega nimetatakse seda Back EMF-iks (reverse electromotive force);

4. Mis täpselt on induktiivsus?

Induktiivsust kasutatakse selleks, et kirjeldada seadme võimet seista vastu voolumuutustele. Mida tugevam on voolumuutustele vastupanuvõime, seda suurem on induktiivsus ja vastupidi.

Alalisvoolu ergastamiseks on induktiivpool lõpuks lühises (pinge on 0). Kuid sisselülitamise ajal ei ole pinge ja vool 0, mis tähendab, et toide on olemas. Selle energia kogumise protsessi nimetatakse laadimiseks. See salvestab selle energia magnetvälja kujul ja vabastab vajaduse korral energiat (näiteks kui väline ergutus ei suuda säilitada voolu suurust stabiilses olekus).

Induktiivpoolid on elektromagnetväljas inertsiaalsed seadmed. Inertsiaalseadmetele ei meeldi muutused, nagu ka hoorattad dünaamikas. Neid on alguses raske keerutama hakata ja kui nad juba keerlema ​​hakkavad, on neid raske peatada. Kogu protsessiga kaasneb energia muundamine.

Kui olete huvitatud, külastage veebisaitiwww.tclmdcoils.com.