vijesti

Princip rada induktivnosti je vrlo apstraktan. Da bismo objasnili šta je induktivnost, polazimo od osnovne fizičke pojave.

1. Dva fenomena i jedan zakon: magnetizam izazvan elektricitetom, elektricitet izazvan magnetizmom i Lenzov zakon

1.1 Elektromagnetni fenomen

Postoji eksperiment u srednjoj školi fizike: kada se mala magnetna igla stavi pored provodnika sa strujom, smjer male magnetne igle se skreće, što ukazuje da postoji magnetsko polje oko struje. Ovaj fenomen je otkrio danski fizičar Ersted 1820.

Ako namotamo provodnik u krug, magnetna polja koja stvara svaki krug provodnika mogu se preklapati, a ukupno magnetsko polje će postati jače, što može privući male predmete. Na slici je zavojnica napajana strujom od 2~3A. Imajte na umu da emajlirana žica ima ograničenje nazivne struje, inače će se otopiti zbog visoke temperature.

2. Fenomen magnetoelektričnosti

Britanski naučnik Faraday je 1831. godine otkrio da kada se dio provodnika zatvorenog kola krene da preseče magnetsko polje, na provodniku će se stvoriti električna energija. Preduvjet je da se kolo i magnetsko polje nalaze u relativno promjenljivom okruženju, pa se to naziva “dinamički” magnetoelektricitet, a generirana struja se naziva inducirana struja.

Možemo napraviti eksperiment sa motorom. U uobičajenom DC motoru sa četkanjem, dio statora je trajni magnet, a dio rotora je provodnik zavojnice. Ručno rotiranje rotora znači da se provodnik kreće kako bi presekao magnetne linije sile. Pomoću osciloskopa za spajanje dvije elektrode motora može se izmjeriti promjena napona. Generator je napravljen po ovom principu.

3. Lenzov zakon

Lenzov zakon: Smjer inducirane struje generirane promjenom magnetnog fluksa je smjer koji se suprotstavlja promjeni magnetnog fluksa.

Jednostavno razumevanje ove rečenice je: kada magnetno polje (eksterno magnetsko polje) okoline provodnika postane jače, magnetno polje koje stvara njegova indukovana struja je suprotno spoljašnjem magnetnom polju, čineći ukupno ukupno magnetno polje slabijim od spoljašnjeg magnetno polje. Kada magnetno polje (eksterno magnetsko polje) okoline provodnika postane slabije, magnetno polje koje stvara njegova indukovana struja je suprotno spoljašnjem magnetnom polju, čineći ukupno ukupno magnetno polje jačim od spoljašnjeg magnetnog polja.

Lenzov zakon se može koristiti za određivanje smjera inducirane struje u kolu.

2. Spiralna cijevna zavojnica – objašnjava kako induktori rade Uz poznavanje gornja dva fenomena i jednog zakona, hajde da vidimo kako induktori rade.

Najjednostavniji induktor je spiralna cijevna zavojnica:

Situacija tokom uključivanja

Izrežemo mali dio spiralne cijevi i vidimo dvije zavojnice, zavojnicu A i zavojnicu B:

Tokom procesa uključivanja, situacija je sljedeća:

①Zavojnica A prolazi kroz struju, pod pretpostavkom da je njen smjer kako je prikazano plavom punom linijom, koja se naziva eksterna pobudna struja;
②Prema principu elektromagnetizma, struja eksterne pobude stvara magnetno polje, koje počinje da se širi u okolnom prostoru i pokriva zavojnicu B, što je ekvivalentno zavojnici B koji seče magnetne linije sile, kao što je prikazano plavom isprekidanom linijom;
③Prema principu magnetoelektričnosti, indukovana struja se generiše u zavojnici B, a njen smer je prikazan zelenom punom linijom, koja je suprotna od spoljašnje pobudne struje;
④Prema Lenzovom zakonu, magnetsko polje generisano indukovanom strujom treba da se suprotstavi magnetnom polju eksterne pobudne struje, kao što je prikazano zelenom isprekidanom linijom;

Situacija nakon uključivanja je stabilna (DC)

Nakon što je uključenje stabilno, eksterna pobudna struja zavojnice A je konstantna, a magnetsko polje koje stvara je također konstantno. Magnetno polje nema relativno kretanje sa kalemom B, tako da nema magnetoelektričnosti, niti struje predstavljene zelenom punom linijom. U ovom trenutku, induktor je ekvivalentan kratkom spoju za vanjsku pobudu.

3. Karakteristike induktivnosti: struja se ne može naglo promijeniti

Nakon što smo shvatili kako aninduktorradi, pogledajmo njegovu najvažniju karakteristiku – struja u induktoru se ne može naglo promijeniti.

Na slici je horizontalna osa desne krive vrijeme, a vertikalna osa je struja na induktoru. Za početak vremena uzima se trenutak kada je prekidač zatvoren.

Vidi se da:1. U trenutku kada je sklopka zatvorena, struja na induktoru je 0A, što je ekvivalentno induktoru u otvorenom krugu. To je zato što se trenutna struja naglo mijenja, što će generirati ogromnu indukovanu struju (zeleno) da bi se oduprlo vanjskoj struji pobude (plavo);

2. U procesu postizanja stabilnog stanja struja na induktoru se eksponencijalno mijenja;

3. Nakon postizanja stabilnog stanja, struja na induktoru je I=E/R, što je ekvivalentno kratkom spoju induktora;

4. Indukovanoj struji odgovara indukovana elektromotorna sila, koja deluje da se suprotstavi E, pa se naziva Back EMF (reverzna elektromotorna sila);

4. Šta je zapravo induktivnost?

Induktivnost se koristi za opisivanje sposobnosti uređaja da se odupre promjenama struje. Što je jača sposobnost otpora promjenama struje, veća je induktivnost i obrnuto.

Za DC pobudu, induktor je na kraju u stanju kratkog spoja (napon je 0). Međutim, tokom procesa uključivanja, napon i struja nisu 0, što znači da postoji napajanje. Proces akumulacije ove energije naziva se punjenje. On pohranjuje ovu energiju u obliku magnetnog polja i oslobađa energiju kada je to potrebno (kao kada vanjska pobuda ne može održati trenutnu veličinu u stabilnom stanju).

Induktori su inercijalni uređaji u elektromagnetnom polju. Inercijski uređaji ne vole promjene, baš kao i zamašnjaci u dinamici. U početku ih je teško početi okretati, a kada počnu da se vrte, teško ih je zaustaviti. Cijeli proces je praćen konverzijom energije.

Ako ste zainteresirani, posjetite web stranicuwww.tclmdcoils.com.