Η αρχή της αυτεπαγωγής είναι πολύ αφηρημένη, προκειμένου να εξηγήσουμε τι είναι η αυτεπαγωγή, ξεκινάμε με βασικά φυσικά φαινόμενα.

Ένα, δύο φαινόμενα και ένας νόμος-μαγνητισμός από την ηλεκτρική ενέργεια, ο ηλεκτρισμός από τον μαγνητισμό και ο νόμος του Λεντς

1. Ηλεκτρομαγνητικό φαινόμενο

Υπήρξε ένα πείραμα στη φυσική του γυμνασίου: μια μικρή μαγνητική βελόνα τοποθετήθηκε δίπλα στον ενεργοποιημένο αγωγό και η κατεύθυνση της μικρής μαγνητικής βελόνας εκτροπή, γεγονός που δείχνει ότι υπάρχει ένα μαγνητικό πεδίο γύρω από το ρεύμα. Αυτό το φαινόμενο ανακαλύφθηκε το 1820 από τον Δανό Φυσικό Oersted.

Εάν τυλίξουμε τον αγωγό σε κύκλο, το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από κάθε κύκλο του αγωγού μπορεί να επικαλυφθεί και το συνολικό μαγνητικό πεδίο θα γίνει ισχυρότερο, το οποίο μπορεί να προσελκύσει μικρά αντικείμενα. Στο σχήμα, το ρεύμα του πηνίου είναι 2 ~ 3Α. Σημειώστε ότι το σμάλτο σύρμα έχει ονομαστικό όριο ρεύματος, διαφορετικά θα λιώσει σε υψηλή θερμοκρασία:

2. (Δυναμικός) Μαγνητισμός

Το 1831, Βρετανός επιστήμονας Faraday ανακάλυψε ότι όταν ένα μέρος ενός αγωγού σε ένα κλειστό κύκλωμα εκτελεί ένα μαγνητικό πεδίο κοπής, θα παραχθεί ηλεκτρική ενέργεια στον αγωγό. Η προϋπόθεση είναι ότι το κύκλωμα και το μαγνητικό πεδίο βρίσκονται σε ένα σχετικά μεταβαλλόμενο περιβάλλον, επομένως ονομάζεται «κινούμενος» μαγνητισμός και το παραγόμενο ρεύμα ονομάζεται επαγόμενο ρεύμα.

Μπορούμε να πειραματιστούμε με έναν κινητήρα. Γενικά, ο κοινός κινητήρας βούρτσας DC έχει μόνιμους μαγνήτες στο στάτορα και αγωγούς πηνίου στον ρότορα. Η χειροκίνητη περιστροφή του ρότορα σημαίνει ότι ο αγωγός κόβει τις μαγνητικές γραμμές δύναμης. Συνδέστε τα δύο ηλεκτρόδια του κινητήρα με παλμογράφο και μπορεί να μετρηθεί η αλλαγή τάσης. Η γεννήτρια κατασκευάζεται βάσει αυτής της αρχής.

3. Ο νόμος του Λεντς

Ο νόμος του Lenz: Η κατεύθυνση του επαγόμενου ρεύματος που παράγεται από την αλλαγή της μαγνητικής ροής είναι η κατεύθυνση που αντιτίθεται στην αλλαγή της μαγνητικής ροής.

Η απλή κατανόηση αυτής της πρότασης είναι: όταν το μαγνητικό πεδίο (εξωτερικό μαγνητικό πεδίο) στο περιβάλλον του αγωγού γίνεται ισχυρότερο, το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από το επαγόμενο ρεύμα του είναι αντίθετο με την επίδραση του εξωτερικού μαγνητικού πεδίου, καθιστώντας το συνολικό μαγνητικό πεδίο ασθενέστερο από το εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Όταν το μαγνητικό πεδίο (εξωτερικό μαγνητικό πεδίο) στο περιβάλλον του αγωγού γίνεται ασθενέστερο, το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από το επαγόμενο ρεύμα του είναι αντίθετο με την επίδραση του εξωτερικού μαγνητικού πεδίου, καθιστώντας το συνολικό μαγνητικό πεδίο ισχυρότερο από το εξωτερικό μαγνητικό πεδίο.

Σύμφωνα με το νόμο του Lenz, μπορεί να κριθεί η κατεύθυνση του επαγόμενου ρεύματος στο κύκλωμα.

Δύο, σπειροειδές πηνίο-εξηγεί πώς λειτουργεί ο επαγωγέας

Με τα αποθέματα γνώσης των δύο παραπάνω φαινομένων και έναν νόμο, ας δούμε πώς λειτουργεί ο επαγωγέας.

Η απλούστερη επαγωγή είναι ένα σπειροειδές πηνίο σωλήνα:

Κατάσταση κατά την ενεργοποίηση

Διασχίζουμε ένα μικρό τμήμα του σπειροειδούς σωλήνα και μπορούμε να δούμε δύο πηνία, το πηνίο Α και το πηνίο Β:

Κατά τη διαδικασία ενεργοποίησης, η κατάσταση έχει ως εξής:

1. Το ρεύμα που διέρχεται από το πηνίο Α, υποθέτοντας την κατεύθυνσή του όπως φαίνεται από την μπλε συμπαγή γραμμή, ονομάζεται εξωτερικό ρεύμα διέγερσης.
2. Σύμφωνα με την αρχή του ηλεκτρομαγνητισμού, το εξωτερικό ρεύμα διέγερσης δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο και το μαγνητικό πεδίο αρχίζει να εξαπλώνεται στον περιβάλλοντα χώρο και καλύπτει το πηνίο Β, το οποίο είναι ισοδύναμο με το πηνίο Β που κόβει τις γραμμές μαγνητικής δύναμης, όπως φαίνεται από την μπλε διακεκομμένη γραμμή.
3. Σύμφωνα με την αρχή της μαγνητοηλεκτρικής ενέργειας, το επαγόμενο ρεύμα παράγεται στο πηνίο Β, η κατεύθυνση φαίνεται από τη συμπαγή πράσινη γραμμή και η κατεύθυνση είναι αντίθετη με το εξωτερικό ρεύμα διέγερσης.
4. Σύμφωνα με το νόμο του Lenz, το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από το επαγόμενο ρεύμα είναι να αντιτίθεται στο μαγνητικό πεδίο του εξωτερικού ρεύματος διέγερσης, οπότε εμφανίζεται ως η πράσινη κουκκίδα.

Αφού σταθεροποιηθεί η ισχύς (DC)

Αφού η ενεργοποίηση είναι σταθερή, το εξωτερικό ρεύμα διέγερσης του πηνίου Α είναι σταθερό και το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από αυτό είναι επίσης σταθερό. Το μαγνητικό πεδίο και το πηνίο Β δεν κινούνται το ένα στο άλλο, επομένως δεν υπάρχει μαγνητισμός και κανένα ρεύμα που αντιπροσωπεύεται από τη συμπαγή πράσινη γραμμή. Αυτή τη στιγμή, η επαγωγή είναι ισοδύναμη με βραχυκύκλωμα για εξωτερική διέγερση.

Τρίτον, τα χαρακτηριστικά της επαγωγής - το ρεύμα δεν μπορεί να είναι ξαφνικό

Αφού καταλάβουμε πώς λειτουργεί ο επαγωγέας, ας δούμε το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό του επαγωγέα - το ρεύμα στον επαγωγέα δεν μπορεί να αλλάξει ξαφνικά.

Στο σχήμα, η τετμημένη της σωστής καμπύλης είναι χρόνος, και η τεταγμένη είναι το ρεύμα στον επαγωγέα. Πάρτε τη στιγμή που ο διακόπτης είναι κλειστός ως ώρα προέλευσης.

μπορεί να ειδωθεί:

1. Τη στιγμή που ο διακόπτης είναι κλειστός, το ρεύμα στον επαγωγέα είναι 0Α, το οποίο ισοδυναμεί με ένα ανοιχτό κύκλωμα. Αυτό συμβαίνει επειδή το στιγμιαίο ρεύμα αλλάζει απότομα και θα δημιουργηθεί ένα τεράστιο επαγόμενο ρεύμα (πράσινο) για να αντισταθεί στο εξωτερικό ρεύμα διέγερσης (μπλε).
2. Κατά τη διαδικασία επίτευξης σταθερής κατάστασης, το ρεύμα στον επαγωγέα αλλάζει εκθετικά.
3. Αφού φτάσετε στη σταθερή κατάσταση, το ρεύμα στον επαγωγέα είναι I = E / R, το οποίο ισοδυναμεί με βραχυκύκλωμα του επαγωγέα.
4. Αντηχεί το επαγόμενο ρεύμα είναι η προκαλούμενη ηλεκτροκινητική δύναμη. Η λειτουργία του είναι να αντιτίθεται στο Ε, οπότε ονομάζεται Back EMF (back electromotive force).

4. Τι είναι η αυτεπαγωγή;

Η επαγωγή χρησιμοποιείται για να περιγράψει την ικανότητα μιας συσκευής να αντιστέκεται στις αλλαγές στο ρεύμα. Εάν η ικανότητα να αντισταθεί στις αλλαγές στο ρεύμα είναι ισχυρότερη, τόσο μεγαλύτερη είναι η αυτεπαγωγή και το αντίστροφο.

Για διέγερση DC, η τελική επαγωγή εμφανίζεται ως βραχυκύκλωμα (η τάση είναι 0).Αλλά στη διαδικασία ενεργοποίησης, η τάση και το ρεύμα δεν είναι 0, πράγμα που σημαίνει ότι υπάρχει ισχύς. Η διαδικασία συσσώρευσης αυτής της ενέργειας φορτίζει. Αποθηκεύει αυτήν την ενέργεια με τη μορφή μαγνητικού πεδίου. Όταν απαιτείται (όπως η εξωτερική διέγερση δεν μπορεί να διατηρήσει σταθερή κατάσταση)Τρέχουσα υπό) απελευθέρωση ενέργειας.

Η επαγωγή είναι μια αδρανειακή συσκευή στον τομέα της ηλεκτρομαγνητικής. Οι αδρανειακές συσκευές δεν αρέσουν στις αλλαγές. Ακριβώς όπως το σφόνδυλο στη δυναμική, είναι δύσκολο να γυρίσετε στην αρχή και όταν γυρίσει, είναι δύσκολο να σταματήσετε και η μετατροπή ενέργειας συμβαίνει κατά τη διάρκεια της περιόδου.