Az induktivitás működési elve nagyon elvont.Az induktivitás elmagyarázása érdekében alapvető fizikai jelenségekkel kezdjük.

Egy, két jelenség és egy törvény-mágnesesség az elektromosság, az elektromosság a mágnesesség és a Lenz-törvény által

1. Elektromágneses jelenség

A középiskolás fizikában volt egy kísérlet: egy kis mágneses tűt helyeztek az áramellátó vezető mellé, és a kis mágneses tű irányát elhajolták, jelezve, hogy az áram körül mágneses mező van. Ezt a jelenséget 1820-ban fedezte fel Oersted dán fizikus.

Ha a vezetőt körbe tekerjük, akkor a vezető egyes köre által létrehozott mágneses mező átfedésben lehet, és a teljes mágneses tér erősebbé válik, ami kis tárgyakat vonzhat. Az ábrán a tekercs árama 2 ~ 3A. Vegye figyelembe, hogy a zománcozott vezeték névleges áramkorlátja van, különben magas hőmérsékleten megolvad:

2. (Dinamikus) mágnesesség

1831-ben Faraday brit tudós felfedezte, hogy amikor a zárt áramkörben lévő vezető része vágó mágneses teret hajt végre, akkor a vezetőn áram keletkezik. Ennek előfeltétele, hogy az áramkör és a mágneses mező viszonylag változó környezetben legyen, ezért "mozgó" mágnességnek, a keletkezett áramot pedig indukált áramnak nevezzük.

Kísérletezhetünk motorral. Általában a közös egyenáramú kefemotor állandó mágnesekkel rendelkezik az állórészben és tekercs vezetői a rotorban. A rotor kézi forgatása azt jelenti, hogy a vezető elvágja a mágneses erővonalakat.Kösse össze a motor két elektródáját oszcilloszkóppal, és mérhető legyen a feszültségváltozás. A generátor ezen elv alapján készül.

3. Lenz törvénye

Lenz törvénye: A mágneses fluxus változásával generált indukált áram iránya az az irány, amely ellenzi a mágneses fluxus változását.

Ennek a mondatnak az egyszerű megértése: amikor a vezető környezetében a mágneses tér (külső mágneses tér) erősebbé válik, az indukált árama által generált mágneses mező ellentétes a külső mágneses tér hatásával, így az összes mágneses mező gyengébb, mint a külső mágneses tér. Amikor a vezető környezetében a mágneses mező (külső mágneses tér) gyengül, az indukált áram által generált mágneses mező ellentétes a külső mágneses tér hatásával, így a teljes mágneses mező erősebb lesz, mint a külső mágneses tér.

Lenz törvénye alapján meg lehet ítélni az indukált áram irányát az áramkörön.

Két spirálcső tekercs magyarázza el az induktor működését

A fenti két jelenség és egy törvény ismeretkészleteivel lássuk, hogyan működik az induktor.

A legegyszerűbb induktivitás egy spirálcső tekercs:

A bekapcsolás alatti helyzet

Elfogjuk a spirálcső egy kis részét, és két tekercset láthatunk, az A és a B tekercset:

A bekapcsolási folyamat során a helyzet a következő:

1. Az A tekercsen áthaladó áramot, feltételezve annak irányát, amelyet a kék folytonos vonal mutat, külső gerjesztő áramnak nevezzük;
2. Az elektromágnesesség elve szerint a külső gerjesztőáram mágneses teret generál, és a mágneses mező terjedni kezd a környező térben, és eltakarja a B tekercset, amely egyenértékű a mágneses erővonalakat elvágó B tekerccsel, amint azt a kék pontozott vonal mutatja;
3. A magnetoelektromosság elve szerint az indukált áram a B tekercsen keletkezik, az irányt a folytonos zöld vonal mutatja, és az irány ellentétes a külső gerjesztőárammal;
4. Lenz törvénye szerint az indukált áram által létrehozott mágneses mezőnek szembe kell néznie a külső gerjesztő áram mágneses mezőjével, ezért zöld pontozott vonalként jelenik meg;

Az áram stabilizálása után (DC)

Miután az áramellátás stabil, az A tekercs külső gerjesztőárama állandó, és az általa generált mágneses mező is állandó.A mágneses mező és a B tekercs nem mozog egymáshoz képest, így nincs mágnesezettség és nincs áram, amelyet a folytonos zöld vonal képvisel. Ekkor az induktivitás egyenértékű a külső gerjesztés rövidzárlatával.

Harmadszor, az induktivitás jellemzői - az áram nem lehet hirtelen

Miután megértettük az induktor működését, nézzük meg az induktor legfontosabb jellemzőit - az induktoron lévő áram nem változhat hirtelen.

Az ábrán a jobb görbe abszcisszája az idő, az ordináta pedig az induktor áramát jelenti. Időpontként vegye figyelembe azt a pillanatot, amikor a kapcsoló zárva van.

látható:

1. Abban a pillanatban, amikor a kapcsoló zárva van, az induktivitás árama 0A, ami egyenértékű egy nyitott áramkörrel. Ennek oka, hogy a pillanatnyi áram élesen változik, és hatalmas indukált áram (zöld) keletkezik, hogy ellenálljon a külső gerjesztési áramnak (kék);
2. A stabil állapot elérése során az induktivitás áramának értéke exponenciálisan változik;
3. Az egyensúlyi állapot elérése után az induktivitás árama I = E / R, ami egyenértékű az induktor rövidzárlatával;
4. Az indukált áram visszhangja az indukált elektromotoros erő, amelynek feladata az E szemben állása, ezért Back EMF-nek hívják.

4. Mi az induktivitás?

Az induktivitást arra használják, hogy leírják az eszköz képességét, hogy ellenálljon az áram változásainak. Ha az áram változásainak ellenállni képes, annál nagyobb az induktivitás, és fordítva.

DC gerjesztés esetén a végső induktivitás rövidzárlatként jelenik meg (a feszültség 0).De az energiaellátás folyamatában a feszültség és az áram nem 0, ami azt jelenti, hogy van energia. Ennek az energiának a felhalmozási folyamata töltődik fel. Ezt az energiát mágneses tér formájában tárolja. Ha szükséges (például a külső gerjesztés nem képes fenntartani az egyensúlyi állapotot)Áram alatt) felszabaduló energia.

Az induktivitás egy inerciális eszköz az elektromágneses területen. Az inerciális eszközök nem szeretik a változásokat. Csakúgy, mint a lendületben lévő lendkereket, az elején is nehéz megfordulni, és ha egyszer megfordul, akkor nehéz megállni, és az időszakban bekövetkezik az energiaátalakítás.