Induktanssin toimintaperiaate on hyvin abstrakti, jotta voimme selittää, mikä induktanssi on, fyysisistä perusilmiöistä.

Yksi, kaksi ilmiötä ja lain magnetismi sähkön, sähkön magnetismin ja Lenzin lain avulla

1. Sähkömagneettinen ilmiö

Lukion fysiikassa tehtiin kokeilu: pieni magneettineula asetettiin jännitteisen johtimen viereen ja pienen magneettisen neulan suunta taipui, mikä osoittaa, että virran ympärillä on magneettikenttä. Tämän ilmiön löysi tanskalainen fyysikko Oersted vuonna 1820.

Jos kelataan johdin ympyrään, johtimen jokaisen ympyrän tuottama magneettikenttä voi olla päällekkäinen, ja kokonaismagneettikenttä vahvistuu, mikä voi houkutella pieniä esineitä. Kuvassa kelan virta on 2 ~ 3 A. Huomaa, että emaloidulla langalla on nimellisvirran raja, muuten se sulaa korkeassa lämpötilassa:

2. (Dynaaminen) magnetismi

Vuonna 1831 brittiläinen tiedemies Faraday huomasi, että kun osa johtimesta suljetussa piirissä suorittaa leikkaavan magneettikentän, johtimelle syntyy sähköä. Edellytys on, että piiri ja magneettikenttä ovat suhteellisen muuttuvassa ympäristössä, joten sitä kutsutaan "liikkuvaksi" magnetismiksi ja syntyvää virtaa kutsutaan indusoiduksi virraksi.

Voimme kokeilla moottoria. Yleensä DC-harjamoottorissa on pysyvät magneetit staattorissa ja kelajohtimet roottorissa. Roottorin pyörittäminen manuaalisesti tarkoittaa, että johdin leikkaa magneettisia voimajohtoja.Liitä moottorin kaksi elektrodia oskilloskoopilla, jolloin jännitteen muutos voidaan mitata. Generaattori valmistetaan tämän periaatteen perusteella.

3. Lenzin laki

Lenzin laki: Magneettivuon muutoksen tuottaman indusoidun virran suunta on suunta, joka vastustaa magneettivuon muutosta.

Tämän lauseen yksinkertainen käsitys on: kun johtimen ympäristössä oleva magneettikenttä (ulkoinen magneettikenttä) vahvistuu, sen indusoidun virran tuottama magneettikenttä on päinvastainen kuin ulkoisen magneettikentän vaikutus, jolloin kokonaismagneettikenttä on heikompaa kuin ulkoinen magneettikenttä. Kun johtimen ympäristössä oleva magneettikenttä (ulkoinen magneettikenttä) heikkenee, sen indusoidun virran tuottama magneettikenttä on päinvastainen kuin ulkoisen magneettikentän vaikutus, mikä tekee kokonaismagneettikentästä vahvemman kuin ulkoinen magneettikenttä.

Lenzin lain mukaan piirin indusoidun virran suunta voidaan arvioida.

Kaksi, spiraaliputkikäämi selittää kuinka kela toimii

Näillä kahdella yllä olevalla ilmiöllä ja lailla olevien tietovarantojen avulla katsotaan, kuinka kela toimii.

Yksinkertaisin induktanssi on spiraaliputkikäämi:

Tilanne käynnistyksen aikana

Sieppaamme pienen osan spiraaliputkesta ja voimme nähdä kaksi kelaa, kela A ja kela B:

Käynnistysprosessin aikana tilanne on seuraava:

1. Kelan A läpi kulkevaa virtaa, olettaen sen suunnan sinisen yhtenäisen viivan osoittaman, kutsutaan ulkoiseksi viritysvirraksi;
2. Sähkömagneettisuuden periaatteen mukaan ulkoinen herätevirta tuottaa magneettikentän, magneettikenttä alkaa levitä ympäröivässä tilassa ja peittää kelan B, joka vastaa kelaa B, joka leikkaa magneettisen voiman viivat, kuten sininen katkoviiva osoittaa;
3. Magneettisähkön periaatteen mukaan indusoitu virta syntyy kelalle B, suunta näytetään yhtenäisellä vihreällä viivalla ja suunta on vastakkainen ulkoisen herätevirran kanssa;
4. Lenzin lain mukaan indusoidun virran tuottaman magneettikentän on vastustettava ulkoisen viritysvirran magneettikenttää, joten se näkyy vihreänä katkoviivana;

Kun virta on tasaantunut (DC)

Kun jännite on vakaa, kelan A ulkoinen herätevirta on vakio ja myös sen tuottama magneettikenttä on vakio.Magneettikenttä ja kela B eivät liiku toistensa suhteen, joten magneettisuutta ei ole eikä virtaa kuvaa yhtenäinen vihreä viiva. Tällä hetkellä induktanssi vastaa oikosulkua ulkoiselle herätteelle.

Kolmanneksi induktanssin ominaisuudet - virta ei voi olla äkillinen

Kun ymmärrämme kelan toiminnan, katsotaanpa kelan tärkein ominaisuus - induktorin virta ei voi muuttua yhtäkkiä.

Kuvassa oikealla olevan käyrän absessi on aika, ja ordinaatti on induktorin virta. Ota aika, kun kytkin on kiinni.

voidaan nähdä:

1. Tällä hetkellä, kun kytkin on kiinni, induktorin virta on 0A, mikä vastaa avointa virtapiiriä.Tämä johtuu siitä, että hetkellinen virta muuttuu voimakkaasti ja valtava indusoitu virta (vihreä) syntyy vastustamaan ulkoista herätevirtaa (sininen);
2. Vakaan tilan saavuttamiseksi induktorin virta muuttuu eksponentiaalisesti;
3. Vakaan tilan saavuttamisen jälkeen induktorin virta on I = E / R, joka vastaa induktorin oikosulkua;
4. Indusoidun virran kaiku on indusoitu sähkömoottori. Sen tehtävänä on vastustaa E: tä, joten sitä kutsutaan Back EMF: ksi (taka-sähkömoottori);

4. Mikä on induktanssi?

Induktanssia käytetään kuvaamaan laitteen kykyä vastustaa virran muutoksia.Jos kyky vastustaa virran muutoksia on vahvempi, sitä suurempi on induktanssi ja päinvastoin.

Tasavirtaherätykselle lopullinen induktanssi näkyy oikosuluna (jännite on 0).Mutta virtaprosessissa jännite ja virta eivät ole 0, mikä tarkoittaa, että virtaa on. Tämän energian kertymisprosessi latautuu. Se tallentaa tämän energian magneettikentän muodossa. Tarvittaessa (kuten ulkoinen viritys ei voi ylläpitää vakaa tilaa)Alavirta) vapauttaa energiaa.

Induktanssi on inertialaite sähkömagneettisella alalla. Inertialaitteet eivät pidä muutoksista. Aivan kuten vauhtipyörä dynamiikassa, sitä on vaikea kääntää alussa, ja kun se kääntyy, on vaikea pysähtyä, ja energian muunnos tapahtuu jakson aikana.