balita

Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng inductance ay napaka abstract. Upang maipaliwanag kung ano ang inductance, magsisimula tayo sa pangunahing pisikal na kababalaghan.

1. Dalawang phenomena at isang batas: electricity-induced magnetism, magnetism-induced electricity, at Lenz's law

1.1 Electromagnetic phenomenon

Mayroong isang eksperimento sa pisika ng mataas na paaralan: kapag ang isang maliit na magnetic needle ay inilagay sa tabi ng isang conductor na may kasalukuyang, ang direksyon ng maliit na magnetic needle ay lumilihis, na nagpapahiwatig na mayroong isang magnetic field sa paligid ng kasalukuyang. Ang kababalaghang ito ay natuklasan ng Danish physicist na si Oersted noong 1820.

Kung iikot natin ang konduktor sa isang bilog, ang mga magnetic field na nabuo ng bawat bilog ng konduktor ay maaaring mag-overlap, at ang pangkalahatang magnetic field ay magiging mas malakas, na maaaring makaakit ng maliliit na bagay. Sa figure, ang likid ay pinalakas na may kasalukuyang 2~3A. Tandaan na ang enameled wire ay may rate na kasalukuyang limitasyon, kung hindi man ay matutunaw ito dahil sa mataas na temperatura.

2. Magnetoelectricity phenomenon

Noong 1831, natuklasan ng British scientist na si Faraday na kapag ang isang bahagi ng conductor ng isang closed circuit ay gumagalaw upang putulin ang magnetic field, ang kuryente ay bubuo sa conductor. Ang paunang kinakailangan ay ang circuit at ang magnetic field ay nasa medyo nagbabagong kapaligiran, kaya tinatawag itong "dynamic" na magnetoelectricity, at ang nabuong kasalukuyang ay tinatawag na sapilitan na kasalukuyang.

Maaari tayong gumawa ng isang eksperimento sa isang motor. Sa isang karaniwang DC brushed motor, ang bahagi ng stator ay isang permanenteng magnet at ang bahagi ng rotor ay isang coil conductor. Ang manu-manong pag-ikot ng rotor ay nangangahulugan na ang konduktor ay gumagalaw upang putulin ang mga magnetic na linya ng puwersa. Gamit ang isang oscilloscope upang ikonekta ang dalawang electrodes ng motor, ang pagbabago ng boltahe ay maaaring masukat. Ang generator ay ginawa batay sa prinsipyong ito.

3. Batas ni Lenz

Batas ni Lenz: Ang direksyon ng sapilitan na kasalukuyang nabuo ng pagbabago ng magnetic flux ay ang direksyon na sumasalungat sa pagbabago ng magnetic flux.

Ang isang simpleng pag-unawa sa pangungusap na ito ay: kapag ang magnetic field (panlabas na magnetic field) ng kapaligiran ng konduktor ay nagiging mas malakas, ang magnetic field na nabuo ng sapilitan na kasalukuyang nito ay kabaligtaran sa panlabas na magnetic field, na ginagawang ang kabuuang kabuuang magnetic field ay mas mahina kaysa sa panlabas. magnetic field. Kapag humina ang magnetic field (external magnetic field) ng kapaligiran ng conductor, ang magnetic field na nabuo ng induced current nito ay kabaligtaran ng external magnetic field, na ginagawang mas malakas ang kabuuang kabuuang magnetic field kaysa sa external magnetic field.

Maaaring gamitin ang Lenz's Law upang matukoy ang direksyon ng induced current sa circuit.

2. Spiral tube coil – nagpapaliwanag kung paano gumagana ang mga inductorsSa kaalaman sa dalawang phenomena sa itaas at isang batas, tingnan natin kung paano gumagana ang mga inductors.

Ang pinakasimpleng inductor ay isang spiral tube coil:

Sitwasyon sa panahon ng power-on

Pinutol namin ang isang maliit na seksyon ng spiral tube at makikita ang dalawang coil, coil A at coil B:

Sa panahon ng proseso ng power-on, ang sitwasyon ay ang mga sumusunod:

①Ang Coil A ay dumadaan sa isang agos, sa pag-aakalang ang direksyon nito ay tulad ng ipinapakita ng asul na solidong linya, na tinatawag na external excitation current;
②Ayon sa prinsipyo ng electromagnetism, ang external excitation current ay bumubuo ng magnetic field, na nagsisimulang kumalat sa nakapalibot na espasyo at sumasaklaw sa coil B, na katumbas ng coil B na pagputol ng magnetic lines of force, tulad ng ipinapakita ng asul na tuldok na linya;
③Ayon sa prinsipyo ng magnetoelectricity, isang induced current ay nabuo sa coil B, at ang direksyon nito ay tulad ng ipinapakita ng berdeng solid line, na kabaligtaran sa external excitation current;
④Ayon sa batas ni Lenz, ang magnetic field na nabuo ng induced current ay upang kontrahin ang magnetic field ng external excitation current, tulad ng ipinapakita ng berdeng tuldok na linya;

Ang sitwasyon pagkatapos ng power-on ay stable (DC)

Matapos maging matatag ang power-on, pare-pareho ang external excitation current ng coil A, at pare-pareho din ang magnetic field na nabuo nito. Ang magnetic field ay walang kamag-anak na paggalaw na may coil B, kaya walang magnetoelectricity, at walang kasalukuyang kinakatawan ng berdeng solidong linya. Sa oras na ito, ang inductor ay katumbas ng isang maikling circuit para sa panlabas na paggulo.

3. Mga katangian ng inductance: hindi maaaring biglang magbago ang kasalukuyang

Matapos maunawaan kung paano aninductorgumagana, tingnan natin ang pinakamahalagang katangian nito - ang kasalukuyang sa inductor ay hindi maaaring biglang magbago.

Sa figure, ang pahalang na axis ng kanang curve ay oras, at ang vertical axis ay ang kasalukuyang sa inductor. Ang sandaling ang switch ay sarado ay kinuha bilang ang pinagmulan ng oras.

Makikita na:1. Sa sandaling ang switch ay sarado, ang kasalukuyang sa inductor ay 0A, na katumbas ng inductor na open-circuited. Ito ay dahil ang madalian na kasalukuyang nagbabago nang husto, na bubuo ng isang malaking sapilitan na kasalukuyang (berde) upang labanan ang panlabas na kasalukuyang paggulo (asul);

2. Sa proseso ng pag-abot sa isang matatag na estado, ang kasalukuyang sa inductor ay nagbabago nang malaki;

3. Pagkatapos maabot ang isang matatag na estado, ang kasalukuyang sa inductor ay I=E/R, na katumbas ng inductor na short-circuited;

4. Naaayon sa sapilitan na kasalukuyang ay ang sapilitan electromotive force, na kumikilos upang humadlang sa E, kaya ito ay tinatawag na Back EMF (reverse electromotive force);

4. Ano nga ba ang inductance?

Ang inductance ay ginagamit upang ilarawan ang kakayahan ng isang aparato na labanan ang mga kasalukuyang pagbabago. Ang mas malakas na kakayahang labanan ang mga kasalukuyang pagbabago, mas malaki ang inductance, at kabaliktaran.

Para sa DC excitation, ang inductor ay nasa isang short-circuit na estado (ang boltahe ay 0). Gayunpaman, sa panahon ng proseso ng power-on, ang boltahe at kasalukuyang ay hindi 0, na nangangahulugang mayroong kapangyarihan. Ang proseso ng pag-iipon ng enerhiya na ito ay tinatawag na pagsingil. Iniimbak nito ang enerhiya na ito sa anyo ng isang magnetic field at naglalabas ng enerhiya kapag kinakailangan (tulad ng kapag ang panlabas na paggulo ay hindi maaaring mapanatili ang kasalukuyang laki sa isang matatag na estado).

Ang mga induktor ay mga inertial na aparato sa electromagnetic field. Hindi gusto ng mga inertial device ang mga pagbabago, tulad ng mga flywheel sa dynamics. Mahirap silang magsimulang umikot sa una, at kapag nagsimula na silang umikot, mahirap silang huminto. Ang buong proseso ay sinamahan ng conversion ng enerhiya.

Kung interesado ka, mangyaring bisitahin ang websitewww.tclmdcoils.com.