berita

Prinsip kerja induktansi adalah sangat abstrak. Untuk menerangkan apa itu induktansi, kita bermula dari fenomena fizikal asas.

1. Dua fenomena dan satu undang-undang: kemagnetan teraruh elektrik, elektrik teraruh kemagnetan, dan hukum Lenz

1.1 Fenomena elektromagnet

Terdapat percubaan dalam fizik sekolah menengah: apabila jarum magnet kecil diletakkan di sebelah konduktor dengan arus, arah jarum magnet kecil itu melencong, yang menunjukkan bahawa terdapat medan magnet di sekeliling arus. Fenomena ini ditemui oleh ahli fizik Denmark Oersted pada tahun 1820.

Jika kita menggulung konduktor ke dalam bulatan, medan magnet yang dihasilkan oleh setiap bulatan konduktor boleh bertindih, dan medan magnet keseluruhan akan menjadi lebih kuat, yang boleh menarik objek kecil. Dalam rajah, gegelung ditenagakan dengan arus 2~3A. Ambil perhatian bahawa wayar enam mempunyai had arus terkadar, jika tidak, ia akan cair disebabkan oleh suhu tinggi.

2. Fenomena magnetoelektrik

Pada tahun 1831, saintis British Faraday mendapati bahawa apabila sebahagian daripada konduktor litar tertutup bergerak untuk memotong medan magnet, elektrik akan dijana pada konduktor. Prasyarat adalah bahawa litar dan medan magnet berada dalam persekitaran yang agak berubah, jadi ia dipanggil magnetoelektrik "dinamik", dan arus yang dihasilkan dipanggil arus teraruh.

Kita boleh buat eksperimen dengan motor. Dalam motor berus DC biasa, bahagian pemegun adalah magnet kekal dan bahagian pemutar ialah konduktor gegelung. Memutar pemutar secara manual bermakna konduktor sedang bergerak untuk memotong garisan daya magnet. Menggunakan osiloskop untuk menyambungkan dua elektrod motor, perubahan voltan boleh diukur. Penjana dibuat berdasarkan prinsip ini.

3. Hukum Lenz

Hukum Lenz: Arah arus teraruh yang dijana oleh perubahan fluks magnet ialah arah yang menentang perubahan fluks magnet.

Pemahaman mudah ayat ini ialah: apabila medan magnet (medan magnet luaran) persekitaran konduktor menjadi lebih kuat, medan magnet yang dihasilkan oleh arus teraruhnya adalah bertentangan dengan medan magnet luaran, menjadikan jumlah medan magnet keseluruhan lebih lemah daripada medan magnet luaran. medan magnet. Apabila medan magnet (medan magnet luar) persekitaran konduktor menjadi lebih lemah, medan magnet yang dihasilkan oleh arus teraruhnya adalah bertentangan dengan medan magnet luaran, menjadikan jumlah medan magnet keseluruhan lebih kuat daripada medan magnet luaran.

Hukum Lenz boleh digunakan untuk menentukan arah arus aruhan dalam litar.

2. Gegelung tiub lingkaran – menerangkan cara induktor berfungsiDengan pengetahuan tentang dua fenomena di atas dan satu undang-undang, mari kita lihat bagaimana induktor berfungsi.

Induktor yang paling mudah ialah gegelung tiub lingkaran:

Situasi semasa menghidupkan kuasa

Kami memotong bahagian kecil tiub lingkaran dan dapat melihat dua gegelung, gegelung A dan gegelung B:

Semasa proses menghidupkan kuasa, keadaan adalah seperti berikut:

①Gegelung A melalui arus, dengan mengandaikan bahawa arahnya adalah seperti yang ditunjukkan oleh garis pepejal biru, yang dipanggil arus pengujaan luaran;
②Menurut prinsip elektromagnetisme, arus pengujaan luaran menjana medan magnet, yang mula merebak di ruang sekeliling dan meliputi gegelung B, yang bersamaan dengan gegelung B memotong garisan daya magnet, seperti yang ditunjukkan oleh garis putus-putus biru;
③Menurut prinsip magnetoelektrik, arus teraruh dijana dalam gegelung B, dan arahnya adalah seperti yang ditunjukkan oleh garis pepejal hijau, yang bertentangan dengan arus pengujaan luaran;
④Menurut undang-undang Lenz, medan magnet yang dihasilkan oleh arus teraruh adalah untuk menentang medan magnet arus pengujaan luaran, seperti yang ditunjukkan oleh garis putus-putus hijau;

Keadaan selepas kuasa hidup stabil (DC)

Selepas kuasa hidup stabil, arus pengujaan luaran gegelung A adalah malar, dan medan magnet yang dihasilkannya juga malar. Medan magnet tidak mempunyai gerakan relatif dengan gegelung B, jadi tidak ada magnetoelektrik, dan tiada arus yang diwakili oleh garis pepejal hijau. Pada masa ini, induktor adalah bersamaan dengan litar pintas untuk pengujaan luaran.

3. Ciri-ciri aruhan: arus tidak boleh berubah secara tiba-tiba

Setelah memahami bagaimana aninduktorberfungsi, mari kita lihat ciri yang paling penting – arus dalam induktor tidak boleh berubah secara tiba-tiba.

Dalam rajah, paksi mendatar lengkung kanan ialah masa, dan paksi menegak ialah arus pada induktor. Saat suis ditutup diambil sebagai asal masa.

Dapat dilihat bahawa:1. Pada masa suis ditutup, arus pada induktor ialah 0A, yang bersamaan dengan induktor yang dilitar terbuka. Ini kerana arus serta-merta berubah secara mendadak, yang akan menghasilkan arus teraruh yang besar (hijau) untuk menahan arus pengujaan luaran (biru);

2. Dalam proses mencapai keadaan mantap, arus pada induktor berubah secara eksponen;

3. Selepas mencapai keadaan mantap, arus pada induktor ialah I=E/R, yang bersamaan dengan induktor sedang dilitar pintas;

4. Sepadan dengan arus teraruh ialah daya gerak elektrik teraruh, yang bertindak melawan E, jadi ia dipanggil Back EMF (daya gerak elektrik terbalik);

4. Apakah sebenarnya induktansi?

Kearuhan digunakan untuk menerangkan keupayaan peranti untuk menahan perubahan semasa. Lebih kuat keupayaan untuk menahan perubahan semasa, lebih besar induktansi, dan sebaliknya.

Untuk pengujaan DC, induktor akhirnya berada dalam keadaan litar pintas (voltan ialah 0). Walau bagaimanapun, semasa proses menghidupkan kuasa, voltan dan arus bukan 0, yang bermaksud terdapat kuasa. Proses mengumpul tenaga ini dipanggil pengecasan. Ia menyimpan tenaga ini dalam bentuk medan magnet dan membebaskan tenaga apabila diperlukan (seperti apabila pengujaan luaran tidak dapat mengekalkan saiz semasa dalam keadaan mantap).

Induktor ialah peranti inersia dalam medan elektromagnet. Peranti inersia tidak menyukai perubahan, sama seperti roda tenaga dalam dinamik. Mereka sukar untuk mula berputar pada mulanya, dan apabila mereka mula berputar, mereka sukar untuk berhenti. Keseluruhan proses ini disertai dengan penukaran tenaga.

Jika anda berminat, sila layari laman webwww.tclmdcoils.com.