Fenomenul autoinducției - rău și beneficii

Termenul de inducție în ingineria electrică înseamnă apariția unui curent într-un circuit închis electric, dacă acesta se află în schimbare fluxul magnetic. deschis inducție electromagnetică acum două sute de ani de Michael Faraday. Mult mai devreme, acest lucru ar fi putut fi făcut de Andre Amper, care a efectuat experimente similare. El a introdus o tijă de metal în bobină, iar apoi, iată un noroc, a mers într-o altă cameră să se uite la săgeata galvanometrului - și dintr-o dată s-ar mișca. Și shooter-ul își făcea bine treaba - era în declin, dar în timp ce Amper se rătăcea în jurul camerelor - se întorcea la zero. Acesta este modul în care fenomenul autoinducției a așteptat încă zece ani, până când bobina, instrumentul și exploratorul sunt simultan în locul potrivit.

Punctul principal al acestui experiment a fost că inducția EMF are loc numai atunci când se schimbă câmpul magnetic care trece prin circuitul închis. Dar puteți să o schimbați așa cum doriți - sau să schimbați valoarea câmpului magnetic în sine sau pur și simplu să mutați sursa câmpului în legătură cu aceeași buclă închisă. EMF, care apare în acest caz, se numește "inducție mutuală EMF". Dar acesta a fost doar începutul descoperirilor în domeniul inducției. Chiar mai surprinzător a fost fenomenul de autoinducție, care a fost descoperit de Joseph Henry la aproximativ același timp. În experimentele sale sa constatat că câmp magnetic Bobina nu numai că a indus un curent în cealaltă bobină, ci și atunci când curentul din această bobină sa schimbat, de asemenea, a indus un EMF suplimentar în el. Aici este ceva numit autoinducție EMF. În fenomene electrice direcția curentului este de mare interes. Sa dovedit că, în cazul auto-inductanței EMF, curentul său este îndreptat împotriva "părintelui" său - curentului cauzat de EMF de bază.

Este posibil să observăm fenomenul de autoinducție? După cum se spune, nimic nu este mai ușor. Să strângem două circuite electrice: primul este un inductor conectat în serie și un bec, iar al doilea este doar un bec. Conectați-le la baterie printr-un comutator comun. Când este activat, puteți vedea că becul în circuit cu bobina se transformă „fără tragere de inimă“, iar cea de a doua lumină, mai rapid „în creștere“, se aprinde instantaneu. Ce se întâmplă? În ambele circuite după curentul începe să curgă, și variază de la zero la valoarea maximă, astfel ca timpul de schimbare a curentului și așteaptă bobina care generează forța electromotoare auto-inducție. Există CEM și cu circuit închis - înseamnă că există și actualul său, dar îndreptat-l vizavi de circuitul principal de curent, care ajunge în cele din urmă valoarea maximă determinată de parametrii de circuit, și se va opri în creștere, iar în cazul în care nu există nici o schimbare actuală - nu EMF autoindusă. E simplu. O imagine similară, dar cu "precizie contrară", se observă atunci când curentul este oprit. Adevărat pentru "obiceiul său rău" de a contracara orice schimbare în curent, EMF de auto-inducție își menține fluxul în circuit după o întrerupere a alimentării.

A devenit imediat întrebarea - care este fenomenul de autoinducție? Sa constatat că rata schimbării actuale a conductorului influențează EMF de autoinducție și poate fi scrisă:

E = L • dI / dt

Acest lucru arată că auto-inducție electromotoare forță E este direct proporțională cu viteza de variație dI / dt și curent proporțional coeficient L, inductanța menționat. Pentru contribuția sa la studiul întrebării, ceea ce este fenomenul de auto-inducție, George Henry a fost răsplătită prin faptul că numele său este o unitate de măsură a inductivității - Henry (H). Inductanța circuitului de curgere curent determină fenomenul de autoinducție. Se poate imagina că inductanța este un fel de "depozit" de energie magnetică. În cazul creșterii curentului în circuitul energiei electrice este transformată în curent magnetic retardati de creștere, iar atunci când curentul bobinei energia magnetică este transformată în energie electrică și menține curentul în circuit.

Probabil, toată lumea a trebuit să vadă o scânteie când opriți fișa de la priză - aceasta este cea mai comună versiune a manifestării autoinducției EMF în viața reală. Dar în viața de zi cu zi curenții sunt deschise la maxim 10-20 A, iar timpul de deschidere este de ordinul a 20 msec. Cu o inductanță de ordinul 1 GH, EMF cu auto-inducție va fi în acest caz de 500 V. Se pare că întrebarea despre ce este fenomenul de auto-inducție nu este atât de complicată. Și, de fapt, EMF de auto-inductanță reprezintă o mare problemă tehnică. Linia de jos este că, atunci când circuitul se sparge, când contactele s-au despărțit deja, autoinductanța menține curentul curge, ceea ce duce la arderea contactelor, deoarece în circuitele de circuit cu curenți de sute și chiar mii de amperi naveta. Aici este adesea o chestiune de autoinducție a EMF în zeci de mii de volți și aceasta necesită o soluție suplimentară de probleme tehnice legate de supratensiuni în circuitele electrice.

Dar nu totul este atât de sumbru. Se întâmplă că acest EMF dăunător este foarte util, de exemplu, în sistemele de aprindere ICE. Un astfel de sistem constă din inductor sub forma unui autotransformator și a unui întrerupător. Un curent trece prin bobina primară, care este oprită de întrerupător. Ca urmare a terminării circuitului, auto-inducția EMF are loc în sute de volți (cu bateria dând doar 12V). Apoi, această tensiune este transformată în continuare, iar pe bujii se aplică o scânteie de peste 10 kV.