вести

Принцип рада индуктивности је веома апстрактан. Да бисмо објаснили шта је индуктивност, полазимо од основне физичке појаве.

1. Два феномена и један закон: магнетизам изазван струјом, електрицитет изазван магнетизмом и Ленцов закон

1.1 Електромагнетни феномен

Постоји експеримент у средњој школи физике: када се мала магнетна игла постави поред проводника са струјом, смер мале магнетне игле се скреће, што указује да постоји магнетно поље око струје. Овај феномен је открио дански физичар Ерстед 1820. године.

Ако намотамо проводник у круг, магнетна поља која ствара сваки круг проводника могу се преклапати, а укупно магнетно поље ће постати јаче, што може привући мале предмете. На слици је калем под напоном струјом од 2~3А. Имајте на уму да емајлирана жица има ограничење називне струје, иначе ће се растопити због високе температуре.

2. Феномен магнетоелектричности

Године 1831. британски научник Фарадеј је открио да када се део проводника затвореног кола помери да пресече магнетно поље, на проводнику ће се генерисати електрична енергија. Предуслов је да се коло и магнетно поље налазе у релативно променљивом окружењу, па се то назива „динамички” магнетоелектричност, а генерисана струја се назива индукована струја.

Можемо да урадимо експеримент са мотором. У уобичајеном ДЦ мотору са четкањем, део статора је трајни магнет, а део ротора је проводник намотаја. Ручно ротирање ротора значи да се проводник креће да пресече магнетне линије силе. Коришћењем осцилоскопа за повезивање две електроде мотора, промена напона се може мерити. Генератор је направљен на основу овог принципа.

3. Ленцов закон

Ленцов закон: Смер индуковане струје генерисане променом магнетног флукса је правац који се супротставља промени магнетног флукса.

Једноставно разумевање ове реченице је: када магнетно поље (спољно магнетно поље) околине проводника постане јаче, магнетно поље које генерише његова индукована струја је супротно спољашњем магнетном пољу, чинећи укупно укупно магнетно поље слабијим од спољашњег магнетно поље. Када магнетно поље (спољно магнетно поље) околине проводника постане слабије, магнетно поље које генерише његова индукована струја је супротно спољашњем магнетном пољу, чинећи укупно укупно магнетно поље јачим од спољашњег магнетног поља.

Ленцов закон се може користити за одређивање смера индуковане струје у колу.

2. Спирална цевна намотаја – објашњавајући како раде индуктори. Са познавањем горња два феномена и једног закона, хајде да видимо како функционишу индуктори.

Најједноставнији индуктор је спирална цевна завојница:

Ситуација током укључивања

Одсечемо мали део спиралне цеви и видимо два намотаја, завојницу А и завојницу Б:

Током процеса укључивања, ситуација је следећа:

①Намотај А пролази кроз струју, под претпоставком да је његов правац као што је приказано плавом пуном линијом, која се назива екстерна побудна струја;
②Према принципу електромагнетизма, екстерна побудна струја генерише магнетно поље, које почиње да се шири у околном простору и покрива калем Б, што је еквивалентно намотају Б који сече магнетне линије силе, као што је приказано плавом испрекиданом линијом;
③Према принципу магнетоелектричности, индукована струја се генерише у калему Б, а њен смер је приказан зеленом пуном линијом, која је супротна од спољашње побудне струје;
④Према Ленцовом закону, магнетно поље генерисано индукованом струјом треба да се супротстави магнетном пољу спољашње побудне струје, као што је приказано зеленом испрекиданом линијом;

Стање након укључивања је стабилно (ДЦ)

Након што је укључење стабилно, екстерна побудна струја завојнице А је константна, а магнетно поље које генерише је такође константно. Магнетно поље нема релативно кретање са калемом Б, тако да нема магнетоелектричности, а нема ни струје представљене зеленом пуном линијом. У овом тренутку, индуктор је еквивалентан кратком споју за спољашњу побуду.

3. Карактеристике индуктивности: струја се не може нагло променити

Након разумевања како аниндукторради, погледајмо његову најважнију карактеристику – струја у индуктору се не може нагло променити.

На слици, хоризонтална оса десне криве је време, а вертикална оса је струја на индуктору. За почетак времена узима се тренутак када је прекидач затворен.

Види се да:1. У тренутку када је прекидач затворен, струја на индуктору је 0А, што је еквивалентно да је индуктор у отвореном кругу. То је зато што се тренутна струја нагло мења, што ће генерисати огромну индуковану струју (зелена) да би се одупрла спољној струји побуде (плава);

2. У процесу постизања стабилног стања струја на индуктору се експоненцијално мења;

3. Након постизања стабилног стања, струја на индуктору је И=Е/Р, што је еквивалентно кратком споју индуктора;

4. Индукованој струји одговара индукована електромоторна сила, која делује да се супротстави Е, па се назива Бацк ЕМФ (реверзна електромоторна сила);

4. Шта је заправо индуктивност?

Индуктивност се користи да опише способност уређаја да се одупре променама струје. Што је јача способност отпора променама струје, већа је индуктивност, и обрнуто.

За ДЦ побуду, индуктор је на крају у стању кратког споја (напон је 0). Међутим, током процеса укључивања, напон и струја нису 0, што значи да постоји напајање. Процес акумулације ове енергије назива се пуњење. Он чува ову енергију у облику магнетног поља и ослобађа енергију када је то потребно (као када спољашња побуда не може да одржи тренутну величину у стабилном стању).

Индуктори су инерцијални уређаји у електромагнетном пољу. Инерцијски уређаји не воле промене, баш као и замајци у динамици. У почетку их је тешко почети, а када почну да се врте, тешко их је зауставити. Цео процес је праћен конверзијом енергије.

Ако сте заинтересовани, посетите веб локацијуввв.тцлмдцоилс.цом.