Fenomen samoindukcije - šteta i koristi

Pojam indukcije u elektrotehnici znači pojavu struje u električnom zatvorenom krugu, ako se mijenja magnetskog toka.

Glavna je točka ovog eksperimenta bila da se indukcija EMF-a javlja samo kad se mijenja magnetno polje koje prolazi kroz zatvoreni krug. Ali možete ga promijeniti kako želite - ili promijenite vrijednost samog magnetskog polja ili jednostavno pomaknite izvor polja s obzirom na istu zatvorenu petlju. EMF, koji se pojavljuje u ovom slučaju, nazvan "međusobna indukcija EMF-a". Ali ovo je bio tek početak otkrića na području indukcije. Još je više iznenađujuća bila pojava samoindukcije koju je Joseph Henry otkrio otprilike u isto vrijeme. U svojim eksperimentima je utvrđeno da magnetsko polje Vijak nije samo inducirala struju u drugoj zavojnici, već i kad je struja u ovoj zavojnici promijenjena, također je izazvala dodatni EMF u njemu. Evo nešto što se naziva EMF samoindukcija. U električne pojave smjer struje je od velikog interesa. Pokazalo se da se u slučaju EMF samoinduktivnosti, njegova struja usmjerava protiv svog "roditelja" - struje uzrokovane osnovnim EMF-om.

Je li moguće promatrati fenomen samoindukcije? Kao što kažu, ništa nije lakše. Skupimo dva električni krugovi: prvi je serijski spojeni induktor i žarulja, a drugi je samo žarulja. Spojite ih na bateriju kroz zajednički prekidač. Kada je omogućeno, možete vidjeti da je žarulja u krug sa zavojnicom okreće „nevoljko”, a druga svjetla, brže „u porastu”, uključuje se odmah. Što se događa? U oba kruga nakon što struja počne teći, i to varira od nule do maksimuma, a kao vrijeme promjene struje i čeka zavojnice koja generira samoindukcija elektromotorne sile. Tu EMF i zatvoreni krug - znači da postoji i trenutne, ali to usmjereno nasuprot glavne strujni krug, što na kraju doseže najveću vrijednost određuje parametre kruga i prestati raste, a ako nema struje promjene - ne samo-inducirana EMS. Jednostavno. Slična slika, ali s "točnosti suprotno", opažena je kada je struja isključena. Istina o svojoj "lošoj navici" za suzbijanje bilo kakve promjene u struji, EMF samoindukcije zadržava svoj protok u krugu nakon nestanka struje.

Odmah je postao pitanje - što je fenomen samoindukcije? Utvrđeno je da brzina strujne promjene u vodiču utječe na samoinduktivni EMF i može se napisati:

E = L • dI / dt

Iz toga se može vidjeti da je EMF samoinduktivne E izravno proporcionalan brzini promjene trenutne dI / dt i koeficijenta proporcionalnosti L, nazvanom induktivitet. Za njegov doprinos proučavanju pitanja o tome što se sastoji od pojave samoinukcije, George Henry je nagrađen činjenicom da je njegovo ime mjerna jedinica induktiviteta - Henry (HH). To je induktivnost strujnog strujnog kruga koji određuje pojavu samoindukcije. Može se zamisliti da je induktivnost neka vrsta "skladišta" magnetske energije. U slučaju povećanja struje u krugu, električna energija se pretvara u magnetsku, odgađa trenutni rast, a struja se smanjuje, magnetska energija svitka se pretvara u električni i održava struju u krugu.

Vjerojatno je svatko morao vidjeti iskren kad isključi utikač iz utičnice - to je najčešća verzija manifestacije EMF-ove samoindukcije u stvarnom životu. Ali u svakodnevnom životu struje se otvaraju na najviše 10-20 A, a vrijeme otvaranja je reda od 20 msec. S induktivnošću reda 1 GH, samoinduktivni EMF u ovom slučaju će biti 500 V. Čini se da je pitanje što je fenomen samoindukcije, nije tako komplicirano. Zapravo, EMF samoinduktiviteta predstavlja veliki tehnički problem. Dno crta je da kada se krug prekine, kad se kontakti već razdvoje, samoinduktivnost zadržava tekuće strujanje, a to dovodi do izgaranja kontakata, jer u sklopnim krugovima s strujama od stotina i čak tisuća ampera. Ovdje je često pitanje samoučenja EMF-a u desetcima tisuća volta, a to zahtijeva dodatno rješavanje tehničkih problema vezanih uz prenaponske napone u električnim krugovima.

Ali nije sve tako turobno. Događa se da je ovaj štetni EMF vrlo koristan, na primjer, u sustavima paljenja ICE. Takav sustav se sastoji od induktor u obliku autotransformera i prekidača. Tekućina prolazi kroz primarni namot, koji je isključen prekidačem. Kao posljedica prekida kruga, samoindukcija EMF-a se javlja u stotinama volta (s baterijom koja daje samo 12V). Zatim se taj napon dalje transformira, a na svjećice se nanosi iskra više od 10 kV.