навіны

Прынцып працы індуктыўнасці вельмі абстрактны. Каб растлумачыць, што такое індуктыўнасць, мы пачнем з асноўнай фізічнай з'явы.

1. Дзве з'явы і адзін закон: магнетызм, выкліканы электрычнасцю, электрычнасць, выкліканая магнетызмам, і закон Ленца

1.1 Электрамагнітная з'ява

У сярэдняй школе ёсць эксперымент па фізіцы: калі маленькую магнітную стрэлку размяшчаюць побач з правадніком з токам, кірунак маленькай магнітнай стрэлкі адхіляецца, што сведчыць аб наяўнасці магнітнага поля вакол току. Гэта з'ява было адкрыта дацкім фізікам Эрстэдам у 1820 годзе.

Калі мы намотваем праваднік у круг, магнітныя палі, якія ствараюцца кожным кругам правадыра, могуць перакрывацца, і агульнае магнітнае поле стане мацнейшым, што можа прыцягваць дробныя прадметы. На малюнку шпулька зараджана токам 2~3А. Звярніце ўвагу, што эмаляваны провад мае мяжу намінальнага току, інакш ён расплавіцца з-за высокай тэмпературы.

2. З'ява магнітаэлектрычнасці

У 1831 годзе брытанскі вучоны Фарадэй выявіў, што калі частка правадніка замкнёнага ланцуга рухаецца, каб разрэзаць магнітнае поле, у правадніку будзе генеравацца электрычнасць. Абавязковай умовай з'яўляецца тое, што ланцуг і магнітнае поле знаходзяцца ў адносна зменлівым асяроддзі, таму гэта называецца "дынамічнай" магнітаэлектрычнасцю, а генераваны ток - індукаваным.

Мы можам правесці эксперымент з рухавіком. У звычайным шчотачным рухавіку пастаяннага току частка статара - гэта пастаянны магніт, а частка ротара - праваднік шпулькі. Ручное кручэнне ротара азначае, што праваднік рухаецца, каб скараціць магнітныя сілавыя лініі. З дапамогай асцылографа для злучэння двух электродаў рухавіка можна вымераць змяненне напружання. Па такім прынцыпе зроблены генератар.

3. Закон Ленца

Закон Ленца: кірунак індукцыйнага току, які ствараецца зменай магнітнага патоку, - гэта кірунак, які супрацьстаіць змене магнітнага патоку.

Простае разуменне гэтага сказа: калі магнітнае поле (знешняе магнітнае поле) асяроддзя правадніка становіцца мацнейшым, магнітнае поле, якое ствараецца яго індукцыйным токам, становіцца процілеглым знешняму магнітнаму полю, што робіць агульнае магнітнае поле слабейшым за знешняе. магнітнае поле. Калі магнітнае поле (знешняе магнітнае поле) асяроддзя правадніка становіцца слабейшым, магнітнае поле, якое ствараецца яго індукцыйным токам, становіцца процілеглым знешняму магнітнаму полю, што робіць агульнае магнітнае поле мацнейшым за знешняе магнітнае поле.

Для вызначэння напрамку індукцыйнага току ў ланцугу можна выкарыстоўваць закон Ленца.

2. Шпулька са спіральнай трубкай – тлумачэнне таго, як працуюць шпулькі індуктыўнасці. Ведаючы дзве вышэйзгаданыя з'явы і адзін закон, давайце паглядзім, як працуюць індуктары.

Найпросты індуктар - гэта спіральная трубчастая шпулька:

Сітуацыя падчас уключэння

Мы разразаем невялікі ўчастак спіральнай трубкі і бачым дзве шпулькі, шпульку A і шпульку B:

У працэсе ўключэння сітуацыя выглядае наступным чынам:

①Шпулька A праходзіць праз ток, мяркуючы, што яго кірунак паказвае сіняя суцэльная лінія, якая называецца вонкавым токам узбуджэння;
②Згодна з прынцыпам электрамагнетызму знешні ток узбуджэння стварае магнітнае поле, якое пачынае распаўсюджвацца ў навакольнай прасторы і ахоплівае катушку B, што эквівалентна катушцы B, якая разразае магнітныя сілавыя лініі, як паказана сіняй пункцірнай лініяй;
③У адпаведнасці з прынцыпам магнітаэлектрычнасці, індукцыйны ток генеруецца ў шпульцы B, і яго кірунак паказвае зялёная суцэльная лінія, якая процілегла вонкавым току ўзбуджэння;
④Згодна з законам Ленца, магнітнае поле, якое ствараецца індукцыйным токам, павінна супрацьстаяць магнітнаму полю знешняга току ўзбуджэння, як паказана зялёнай пункцірнай лініяй;

Сітуацыя пасля ўключэння стабільная (DC)

Пасля стабільнага ўключэння ток знешняга ўзбуджэння шпулькі А з'яўляецца пастаянным, і магнітнае поле, якое яна стварае, таксама з'яўляецца пастаянным. Магнітнае поле не рухаецца адносна шпулькі B, таму няма магнітаэлектрычнасці і току, адлюстраванага зялёнай суцэльнай лініяй. У гэты час індуктар эквівалентны кароткаму замыканню для вонкавага ўзбуджэння.

3. Характарыстыкі індуктыўнасці: ток не можа змяніцца раптоўна

Зразумеўшы, як аніндуктарпрацуе, давайце паглядзім на яго найважнейшую характарыстыку - ток у індуктары не можа змяніцца раптоўна.

На малюнку гарызантальная вось правай крывой - час, а вертыкальная - ток індуктара. Момант замыкання выключальніка бярэцца за пачатак часу.

Відаць, што: 1. У момант, калі выключальнік замкнёны, ток на індуктыўнасці складае 0 А, што эквівалентна размыканню індуктыўнасці. Гэта адбываецца таму, што імгненны ток рэзка змяняецца, што будзе ствараць велізарны індукцыйны ток (зялёны), каб супрацьстаяць вонкавым току ўзбуджэння (сіні);

2. У працэсе выхаду на ўстойлівы стан ток на індуктыўнасці змяняецца па экспаненце;

3. Пасля дасягнення ўстойлівага стану ток індуктыўнасці складае I=E/R, што эквівалентна кароткаму замыканню індуктыўнасці;

4. Індукцыйнаму току адпавядае індукцыйная электрарухаючая сіла, якая дзейнічае супраць E, таму яе называюць зваротнай ЭРС (зваротнай электрарухаючай сілай);

4. Што такое індуктыўнасць?

Індуктыўнасць выкарыстоўваецца для апісання здольнасці прылады супрацьстаяць зменам току. Чым мацней здольнасць супрацьстаяць зменам току, тым больш індуктыўнасць, і наадварот.

Для ўзбуджэння пастаяннага току індуктыўнасць знаходзіцца ў стане кароткага замыкання (напружанне роўна 0). Аднак падчас працэсу ўключэння напружанне і ток не роўныя 0, што азначае, што ёсць магутнасць. Працэс назапашвання гэтай энергіі называецца зарадкай. Ён захоўвае гэтую энергію ў выглядзе магнітнага поля і вызваляе энергію, калі гэта неабходна (напрыклад, калі знешняе ўзбуджэнне не можа падтрымліваць бягучы памер ва ўстойлівым стане).

Індуктары - гэта інерцыйныя прылады ў электрамагнітным полі. Інэрцыйныя прылады не любяць пераменаў, роўна як і махавікі ў дынаміцы. Спачатку іх цяжка пачаць круціцца, а як толькі яны пачнуць круціцца, іх цяжка спыніць. Увесь працэс суправаджаецца пераўтварэннем энергіі.

Калі вы зацікаўлены, наведайце вэб-сайтwww.tclmdcoils.com.