naujienos

Induktyvumo veikimo principas yra labai abstraktus. Norėdami paaiškinti, kas yra induktyvumas, pradedame nuo pagrindinio fizikinio reiškinio.

1. Du reiškiniai ir vienas dėsnis: elektros sukeltas magnetizmas, magnetizmo sukeltas elektra ir Lenco dėsnis

1.1 Elektromagnetinis reiškinys

Vidurinės mokyklos fizikoje yra eksperimentas: padėjus mažą magnetinę adatėlę prie laidininko su srove, mažos magnetinės adatos kryptis nukrypsta, o tai rodo, kad aplink srovę yra magnetinis laukas. Šį reiškinį 1820 m. atrado danų fizikas Oerstedas.

Jei laidininką susuksime į apskritimą, kiekvieno laidininko apskritimo generuojami magnetiniai laukai gali sutapti, o bendras magnetinis laukas sustiprės, o tai gali pritraukti smulkius daiktus. Paveikslėlyje ritė maitinama 2–3A srove. Atkreipkite dėmesį, kad emaliuota viela turi nominalios srovės ribą, kitaip ji išsilydys dėl aukštos temperatūros.

2. Magnetoelektros reiškinys

1831 m. britų mokslininkas Faradėjus išsiaiškino, kad kai dalis uždaros grandinės laidininko pajuda, kad nutrauktų magnetinį lauką, ant laidininko bus generuojama elektra. Būtina sąlyga, kad grandinė ir magnetinis laukas būtų santykinai kintančioje aplinkoje, todėl ji vadinama „dinamine“ magnetoelektra, o generuojama srovė – indukuota.

Galime atlikti eksperimentą su varikliu. Įprastame nuolatinės srovės šepečiu variklyje statoriaus dalis yra nuolatinis magnetas, o rotoriaus dalis yra ritės laidininkas. Rankinis rotoriaus sukimas reiškia, kad laidininkas juda, kad sumažintų magnetines jėgos linijas. Naudojant osciloskopą, sujungiant du variklio elektrodus, galima išmatuoti įtampos pokytį. Generatorius pagamintas remiantis šiuo principu.

3. Lenco dėsnis

Lenco dėsnis: Indukuotos srovės, kurią sukuria magnetinio srauto kitimas, kryptis yra kryptis, kuri prieštarauja magnetinio srauto pokyčiams.

Paprastas šio sakinio supratimas yra toks: kai stiprėja laidininko aplinkos magnetinis laukas (išorinis magnetinis laukas), jo indukuotos srovės generuojamas magnetinis laukas yra priešingas išoriniam magnetiniam laukui, todėl bendras bendras magnetinis laukas yra silpnesnis nei išorinis. magnetinis laukas. Kai laidininko aplinkos magnetinis laukas (išorinis magnetinis laukas) susilpnėja, jo indukuotos srovės generuojamas magnetinis laukas yra priešingas išoriniam magnetiniam laukui, todėl bendras bendras magnetinis laukas yra stipresnis už išorinį magnetinį lauką.

Indukuojamos srovės krypčiai grandinėje nustatyti galima naudoti Lenco dėsnį.

2. Spiralinio vamzdžio ritė – paaiškinama, kaip veikia induktyvumo ritės. Žinodami apie du reiškinius ir vieną dėsnį, pažiūrėkime, kaip veikia induktoriai.

Paprasčiausias induktorius yra spiralinio vamzdžio ritė:

Situacija įjungimo metu

Mes nupjauname nedidelę spiralinio vamzdžio dalį ir matome dvi rites, ritę A ir ritę B:

Įjungimo proceso metu situacija yra tokia:

① Ritė A eina per srovę, darant prielaidą, kad jos kryptis yra tokia, kaip parodyta mėlyna ištisine linija, kuri vadinama išorine sužadinimo srove;
②Pagal elektromagnetizmo principą išorinė sužadinimo srovė sukuria magnetinį lauką, kuris pradeda plisti supančioje erdvėje ir uždengia ritę B, kuri yra lygiavertė ritei B, pjaunančiai magnetines jėgos linijas, kaip parodyta mėlyna punktyrine linija;
③Pagal magnetoelektros principą, ritėje B sukuriama indukuota srovė, kurios kryptis yra tokia, kokią rodo žalia ištisinė linija, kuri yra priešinga išorinei sužadinimo srovei;
④Pagal Lenco dėsnį, magnetinis laukas, kurį sukuria indukuota srovė, turi neutralizuoti išorinės sužadinimo srovės magnetinį lauką, kaip parodyta žalia punktyrine linija;

Situacija po įjungimo yra stabili (DC)

Po to, kai įjungimas yra stabilus, ritės A išorinė sužadinimo srovė yra pastovi, o jos sukuriamas magnetinis laukas taip pat yra pastovus. Magnetinis laukas neturi santykinio judėjimo su ritė B, todėl nėra magnetoelektros ir nėra srovės, vaizduojamos žalia ištisine linija. Šiuo metu induktorius yra lygus trumpajam jungimui išoriniam sužadinimui.

3. Induktyvumo charakteristikos: srovė negali staiga pasikeisti

Supratęs, kaip aninduktoriusveikia, pažiūrėkime į svarbiausią jo charakteristiką – srovė induktyvumo ruože negali staiga pasikeisti.

Paveiksle dešiniosios kreivės horizontalioji ašis yra laikas, o vertikali ašis yra srovė ant induktoriaus. Jungiklio uždarymo momentas laikomas laiko pradžia.

Galima pastebėti, kad: 1. Šiuo metu jungiklis uždarytas, induktoriaus srovė yra 0A, o tai atitinka induktoriaus atvirą grandinę. Taip yra todėl, kad momentinė srovė smarkiai pasikeičia, o tai generuos didžiulę indukuotą srovę (žalia), kad atsispirtų išorinei sužadinimo srovei (mėlyna);

2. Pasiekus pastovią būseną, srovė induktoriuje kinta eksponentiškai;

3. Pasiekus pastovią būseną, induktoriaus srovė yra I=E/R, kuri prilygsta induktoriaus trumpajam jungimui;

4. Indukuotą srovę atitinka indukuota elektrovaros jėga, kuri veikia priešingai E, todėl ji vadinama Back EMF (atvirkštine elektrovaros jėga);

4. Kas tiksliai yra induktyvumas?

Induktyvumas naudojamas apibūdinti įrenginio gebėjimą atsispirti srovės pokyčiams. Kuo stipresnis gebėjimas atsispirti srovės pokyčiams, tuo didesnis induktyvumas ir atvirkščiai.

Dėl nuolatinės srovės sužadinimo induktorius galiausiai yra trumpojo jungimo būsenoje (įtampa yra 0). Tačiau įjungimo proceso metu įtampa ir srovė nėra 0, o tai reiškia, kad yra maitinimo. Šios energijos kaupimo procesas vadinamas įkrovimu. Jis kaupia šią energiją magnetinio lauko pavidalu ir, kai reikia, išleidžia energiją (pavyzdžiui, kai išorinis sužadinimas negali išlaikyti srovės dydžio pastovioje būsenoje).

Induktyvumo ritės yra inerciniai įtaisai elektromagnetiniame lauke. Inerciniai įtaisai nemėgsta pokyčių, kaip ir smagračiai dinamikoje. Iš pradžių jas sunku pradėti suktis, o pradėjus suktis, sunku ir sustabdyti. Visą procesą lydi energijos konversija.

Jei susidomėjote, apsilankykite svetainėjewww.tclmdcoils.com.