vijesti

Princip rada induktiviteta vrlo je apstraktan. Da bismo objasnili što je induktivitet, polazimo od osnovne fizikalne pojave.

1. Dva fenomena i jedan zakon: magnetizam izazvan elektricitetom, elektricitet induciran magnetizmom i Lenzov zakon

1.1 Elektromagnetski fenomen

U srednjoškolskoj fizici postoji eksperiment: kada se mala magnetska igla postavi uz vodič s strujom, smjer male magnetske igle se skrene, što ukazuje da postoji magnetsko polje oko struje. Ovaj fenomen je otkrio danski fizičar Oersted 1820. godine.

Namotamo li vodič u krug, magnetska polja koja stvara svaki krug vodiča mogu se preklapati, a ukupno magnetsko polje će postati jače, što može privući male predmete. Na slici je zavojnica napajana strujom od 2~3A. Imajte na umu da emajlirana žica ima ograničenje nazivne struje, inače će se rastopiti zbog visoke temperature.

2. Fenomen magnetoelektriciteta

Godine 1831. britanski znanstvenik Faraday otkrio je da kada se dio vodiča zatvorenog strujnog kruga pomakne da presječe magnetsko polje, elektricitet će se generirati na vodiču. Preduvjet je da su strujni krug i magnetsko polje u relativno promjenjivom okruženju, pa se to naziva "dinamički" magnetoelektricitet, a generirana struja naziva se inducirana struja.

Možemo napraviti eksperiment s motorom. U uobičajenom istosmjernom brušenom motoru dio statora je stalni magnet, a dio rotora je vodič zavojnice. Ručno okretanje rotora znači da se vodič pomiče kako bi prerezao magnetske linije sile. Pomoću osciloskopa za spajanje dviju elektroda motora može se izmjeriti promjena napona. Generator je napravljen na ovom principu.

3. Lenzov zakon

Lenzov zakon: Smjer inducirane struje generirane promjenom magnetskog toka je smjer koji se suprotstavlja promjeni magnetskog toka.

Jednostavno razumijevanje ove rečenice je: kada magnetsko polje (vanjsko magnetsko polje) okoline vodiča postane jače, magnetsko polje generirano njegovom induciranom strujom suprotno je vanjskom magnetskom polju, čineći ukupno ukupno magnetsko polje slabijim od vanjskog. magnetsko polje. Kada magnetsko polje (vanjsko magnetsko polje) okoline vodiča postane slabije, magnetsko polje generirano njegovom induciranom strujom suprotno je vanjskom magnetskom polju, čineći ukupno magnetsko polje jačim od vanjskog magnetskog polja.

Lenzov zakon se može koristiti za određivanje smjera inducirane struje u krugu.

2. Zavojnica sa spiralnom cijevi – objašnjenje rada induktora Uz poznavanje gornje dvije pojave i jednog zakona, pogledajmo kako rade induktori.

Najjednostavniji induktor je zavojnica spiralne cijevi:

Situacija tijekom uključivanja

Režemo mali dio spiralne cijevi i možemo vidjeti dvije zavojnice, zavojnicu A i zavojnicu B:

Tijekom procesa uključivanja, situacija je sljedeća:

①Zavojnica A prolazi kroz struju, pod pretpostavkom da je njen smjer kao što je prikazano plavom punom linijom, što se naziva vanjska pobudna struja;
②Prema principu elektromagnetizma, vanjska pobudna struja stvara magnetsko polje, koje se počinje širiti u okolnom prostoru i pokriva zavojnicu B, što je ekvivalent zavojnici B koja siječe magnetske linije sile, kao što je prikazano plavom isprekidanom linijom;
③Prema principu magnetoelektriciteta, inducirana struja se generira u svitku B, a njen smjer je kao što je prikazano zelenom punom linijom, koja je suprotna od vanjske pobudne struje;
④Prema Lenzovom zakonu, magnetsko polje koje stvara inducirana struja treba se suprotstaviti magnetskom polju vanjske pobudne struje, kao što je prikazano zelenom isprekidanom linijom;

Situacija nakon uključivanja je stabilna (DC)

Nakon što je napajanje stabilno, vanjska pobudna struja zavojnice A je konstantna, a magnetsko polje koje stvara također je konstantno. Magnetsko polje nema relativno kretanje sa zavojnicom B, tako da nema magnetoelektriciteta i nema struje predstavljene zelenom punom linijom. U ovom trenutku, induktor je ekvivalentan kratkom spoju za vanjsku pobudu.

3. Karakteristike induktiviteta: struja se ne može naglo promijeniti

Nakon razumijevanja kako aninduktorradi, pogledajmo njegovu najvažniju karakteristiku – struja u induktoru ne može se naglo promijeniti.

Na slici je vodoravna os desne krivulje vrijeme, a okomita os struja na prigušnici. Trenutak kada je prekidač zatvoren uzima se kao početak vremena.

Vidi se da: 1. U trenutku kada je sklopka zatvorena, struja na induktoru je 0A, što je ekvivalentno da je induktor u otvorenom strujnom krugu. To je zato što se trenutna struja naglo mijenja, što će generirati ogromnu induciranu struju (zeleno) da se odupre vanjskoj pobudnoj struji (plavo);

2. U procesu postizanja stacionarnog stanja struja na prigušnici se eksponencijalno mijenja;

3. Nakon postizanja stabilnog stanja, struja na induktoru je I=E/R, što je ekvivalentno kratkom spoju induktora;

4. Induciranoj struji odgovara inducirana elektromotorna sila, koja djeluje protiv E, pa se naziva Back EMF (reverzna elektromotorna sila);

4. Što je zapravo induktivitet?

Induktivnost se koristi za opisivanje sposobnosti uređaja da se odupre promjenama struje. Što je veća sposobnost otpora strujnim promjenama, to je induktivitet veći, i obrnuto.

Za istosmjernu pobudu, induktor je konačno u stanju kratkog spoja (napon je 0). Međutim, tijekom procesa uključivanja, napon i struja nisu 0, što znači da postoji napajanje. Proces nakupljanja te energije naziva se punjenje. On pohranjuje tu energiju u obliku magnetskog polja i oslobađa energiju kada je to potrebno (kao kada vanjska pobuda ne može održati trenutnu veličinu u stabilnom stanju).

Induktori su inercijski uređaji u elektromagnetskom polju. Inercijski uređaji ne vole promjene, baš kao i zamašnjaci u dinamici. Isprva se teško počnu vrtjeti, a kad se zavrte, teško ih je zaustaviti. Cijeli proces prati pretvorba energije.

Ako ste zainteresirani, posjetite web stranicuwww.tclmdcoils.com.