fréttir

Vinnureglan um inductance er mjög óhlutbundin. Til þess að útskýra hvað inductance er, byrjum við á grunn eðlisfræðilegu fyrirbærinu.

1. Tvö fyrirbæri og eitt lögmál: segulmagn af völdum raforku, raforku af völdum segulmagns og lögmál Lenz.

1.1 Rafsegulfyrirbæri

Það er tilraun í eðlisfræði í menntaskóla: þegar lítil segulnál er sett við hliðina á leiðara með straum, sveigir stefna litlu segulnálarinnar, sem gefur til kynna að það sé segulsvið í kringum strauminn. Þetta fyrirbæri var uppgötvað af danska eðlisfræðingnum Oersted árið 1820.

Ef við vindum leiðaranum í hring geta segulsviðin sem myndast af hverjum hring leiðarans skarast og heildarsegulsviðið verður sterkara, sem getur dregið að sér litla hluti. Á myndinni er spólan spennt með straumi 2~3A. Athugaðu að emaljeður vír hefur straummörk, annars bráðnar hann vegna hás hita.

2. Segulorkufyrirbæri

Árið 1831 uppgötvaði breski vísindamaðurinn Faraday að þegar hluti af leiðara lokaðrar hringrásar hreyfist til að skera á segulsviðið verður rafmagn framleitt á leiðaranum. Forsenda þess er að hringrásin og segulsviðið séu í tiltölulega breytilegu umhverfi, svo það er kallað „dýnamísk“ segulmagn og straumurinn sem myndast er kallaður framkallaður straumur.

Við getum gert tilraun með mótor. Í algengum DC bursti mótor er statorhlutinn varanlegur segull og snúningshlutinn er spóluleiðari. Handvirkt snúningur snúningsins þýðir að leiðarinn hreyfist til að skera segullínur af krafti. Með því að nota sveiflusjá til að tengja tvær rafskaut mótorsins er hægt að mæla spennubreytinguna. Rafallinn er gerður út frá þessari meginreglu.

3. Lögmál Lenz

Lögmál Lenz: Stefna framkallaðs straums sem myndast við breytingu á segulflæði er sú stefna sem er á móti breytingu á segulflæði.

Einfaldur skilningur á þessari setningu er: þegar segulsvið (ytra segulsvið) í umhverfi leiðarans verður sterkara, er segulsviðið sem myndast af völdum straumi hans andstætt ytra segulsviðinu, sem gerir heildarsegulsviðið veikara en ytra. segulsvið. Þegar segulsviðið (ytra segulsvið) umhverfisins í leiðaranum verður veikara, er segulsviðið sem myndast af völdum straumi hans andstætt ytra segulsviðinu, sem gerir heildarsegulsviðið sterkara en ytra segulsviðið.

Lögmál Lenz er hægt að nota til að ákvarða stefnu framkallaðs straums í hringrásinni.

2. Spíralrörspóla – útskýrir hvernig inductors virka Með þekkingu á ofangreindum tveimur fyrirbærum og einu lögmáli skulum við sjá hvernig inductors virka.

Einfaldasti inductor er spíralrörspóla:

Staðan við ræsingu

Við skerum lítinn hluta af spíralrörinu og getum séð tvær spólur, spólu A og spólu B:

Á meðan á virkjunarferlinu stendur er staðan sem hér segir:

①Spóla A fer í gegnum straum, að því gefnu að stefna hans sé eins og sést af bláu heilu línunni, sem kallast ytri örvunarstraumur;
②Samkvæmt meginreglunni um rafsegulsvið myndar ytri örvunarstraumurinn segulsvið, sem byrjar að dreifa sér í nærliggjandi rými og hylur spólu B, sem jafngildir spólu B sem klippir segullínurnar af krafti, eins og sýnt er með bláu punktalínunni;
③Samkvæmt meginreglunni um segulmagn er framkallaður straumur myndaður í spólu B og stefna hans er eins og sýnt er af grænu heilu línunni, sem er andstæða ytri örvunarstraumsins;
④Samkvæmt lögum Lenz er segulsviðið sem myndast af völdum straumi til að vinna gegn segulsviði ytri örvunarstraumsins, eins og sýnt er með grænu punktalínunni;

Staðan eftir að kveikt er á er stöðug (DC)

Eftir að kveikjan er stöðug er ytri örvunarstraumur spólu A stöðugur og segulsviðið sem það myndar er einnig stöðugt. Segulsviðið hefur enga hlutfallslega hreyfingu með spólu B, þannig að það er engin segulrafmagn, og það er enginn straumur táknaður með grænu heilu línunni. Á þessum tíma jafngildir inductor skammhlaupi fyrir ytri örvun.

3. Einkenni inductance: straumur getur ekki breyst skyndilega

Eftir að hafa skilið hvernig aninductorvirkar, við skulum skoða mikilvægustu eiginleika þess - straumurinn í inductor getur ekki breyst skyndilega.

Á myndinni er lárétti ás hægri ferilsins tími og lóðrétti ásinn er straumurinn á inductor. Augnablikið sem rofanum er lokað er tekið sem upphaf tímans.

Það má sjá að: 1. Á því augnabliki sem rofanum er lokað er straumurinn á inductor 0A, sem jafngildir því að inductor sé opinn hringrás. Þetta er vegna þess að augnabliksstraumurinn breytist verulega, sem mun mynda risastóran framkallaðan straum (grænn) til að standast ytri örvunarstrauminn (blár);

2. Í því ferli að ná stöðugu ástandi breytist straumurinn á inductor veldisvísis;

3. Eftir að hafa náð stöðugu ástandi er straumurinn á inductor I=E/R, sem jafngildir því að inductor sé skammhlaupið;

4. Samsvarandi framkallaða straumnum er framkallaður rafkraftur, sem vinnur á móti E, svo hann er kallaður Back EMF (reverse electromotive force);

4. Hvað nákvæmlega er inductance?

Inductance er notað til að lýsa getu tækis til að standast núverandi breytingar. Því sterkari sem hæfileikinn er til að standast straumbreytingar, því meiri er inductance og öfugt.

Fyrir DC örvun er inductor að lokum í skammhlaupsástandi (spenna er 0). Hins vegar, meðan á kveikjuferlinu stendur, eru spennan og straumurinn ekki 0, sem þýðir að það er afl. Ferlið við að safna þessari orku er kallað hleðsla. Það geymir þessa orku í formi segulsviðs og losar orku þegar þörf krefur (svo sem þegar ytri örvun getur ekki haldið núverandi stærð í stöðugu ástandi).

Inductors eru tregðutæki í rafsegulsviðinu. Tregðutæki líkar ekki við breytingar, rétt eins og svifhjól í gangverki. Það er erfitt að byrja að snúast í fyrstu og þegar þeir byrja að snúast er erfitt að hætta þeim. Öllu ferlinu fylgir orkubreyting.

Ef þú hefur áhuga, vinsamlegast farðu á heimasíðunawww.tclmdcoils.com.