Prinsip kerja induktansi sangat abstrak, untuk menjelaskan apa itu induktansi, kita mulai dengan fenomena fisika dasar.

Satu, dua fenomena dan hukum-magnetisme oleh listrik, listrik oleh magnetisme dan hukum Lenz

1. Fenomena elektromagnetik

Ada percobaan dalam fisika sekolah menengah: jarum magnet kecil ditempatkan di sebelah konduktor berenergi, dan arah jarum magnet kecil dibelokkan, menunjukkan bahwa ada medan magnet di sekitar arus. Fenomena ini ditemukan pada tahun 1820 oleh fisikawan Denmark Oersted.

Jika kita melilitkan konduktor menjadi lingkaran, medan magnet yang dihasilkan oleh setiap lingkaran konduktor dapat tumpang tindih, dan keseluruhan medan magnet akan menjadi lebih kuat, yang dapat menarik benda-benda kecil. Pada gambar, arus kumparan adalah 2 ~ 3A. Perhatikan bahwa kawat enamel memiliki batas arus pengenal, jika tidak maka akan meleleh pada suhu tinggi:

2. Magnet (Dinamis)

Pada tahun 1831, ilmuwan Inggris Faraday menemukan bahwa ketika bagian konduktor dalam sirkuit tertutup melakukan pemotongan medan magnet, listrik akan dihasilkan pada konduktor tersebut. Prasyaratnya adalah bahwa rangkaian dan medan magnet berada dalam lingkungan yang relatif berubah, sehingga disebut magnet "bergerak", dan arus yang dibangkitkan disebut arus induksi.

Kita bisa bereksperimen dengan motor. Umumnya, motor sikat DC umum memiliki magnet permanen di stator dan konduktor koil di rotor. Memutar rotor secara manual berarti konduktor memotong garis gaya magnet. Hubungkan dua elektroda motor dengan osiloskop, dan perubahan tegangan dapat diukur. Generator dibuat berdasarkan prinsip ini.

3. Hukum Lenz

Hukum Lenz: Arah arus induksi yang ditimbulkan oleh perubahan fluks magnet adalah arah yang berlawanan dengan perubahan fluks magnet.

Pengertian sederhana dari kalimat ini adalah: ketika medan magnet (medan magnet luar) di lingkungan konduktor menjadi lebih kuat, medan magnet yang dihasilkan oleh arus induksi berlawanan dengan pengaruh medan magnet luar, membuat medan magnet keseluruhan lebih lemah daripada medan magnet luar. Ketika medan magnet (medan magnet luar) di lingkungan konduktor menjadi lebih lemah, medan magnet yang dihasilkan oleh arus induksi berlawanan dengan pengaruh medan magnet luar, membuat medan magnet keseluruhan lebih kuat dari medan magnet eksternal.

Berdasarkan hukum Lenz, arah arus induksi pada rangkaian dapat dinilai.

Kedua, kumparan tabung spiral menjelaskan cara kerja induktor

Dengan cadangan pengetahuan dari dua fenomena di atas dan sebuah hukum, mari kita lihat cara kerja induktor.

Induktansi paling sederhana adalah kumparan tabung spiral:

Situasi selama power-up

Kami memotong bagian kecil dari tabung spiral dan kami dapat melihat dua kumparan, kumparan A dan kumparan B:

Selama proses penyalaan, situasinya adalah sebagai berikut:

1. Arus yang melewati kumparan A, dengan asumsi arahnya seperti yang ditunjukkan oleh garis padat biru, disebut arus eksitasi eksternal;
2. Menurut prinsip elektromagnetisme, arus eksitasi eksternal menghasilkan medan magnet, dan medan magnet mulai menyebar di ruang sekitarnya dan menutupi kumparan B, yang setara dengan kumparan B yang memotong garis gaya magnet, seperti yang ditunjukkan oleh garis putus-putus biru;
3. Menurut prinsip magnetoelectricity, arus induksi dihasilkan pada kumparan B, arahnya ditunjukkan oleh garis hijau solid, dan arahnya berlawanan dengan arus eksitasi eksternal;
4. Menurut hukum Lenz, medan magnet yang dihasilkan oleh arus induksi adalah untuk melawan medan magnet arus eksitasi eksternal, sehingga ditampilkan sebagai garis putus-putus hijau;

Setelah daya stabil (DC)

Setelah energi stabil, arus eksitasi eksternal dari kumparan A adalah konstan, dan medan magnet yang dihasilkan juga konstan.Medan magnet dan kumparan B tidak bergerak relatif satu sama lain, sehingga tidak ada magnetisasi dan tidak ada arus yang diwakili oleh garis hijau solid. Pada saat ini, induktansi setara dengan korsleting untuk eksitasi eksternal.

Ketiga, karakteristik induktansi-arus tidak bisa tiba-tiba

Setelah memahami cara kerja induktor, mari kita lihat karakteristik induktor yang paling penting - arus pada induktor tidak dapat berubah secara tiba-tiba.

Pada gambar, absis dari kurva kanan adalah waktu, dan ordinatnya adalah arus pada induktor. Ambil momen saat sakelar ditutup sebagai waktu asal.

dapat dilihat:

1. Pada saat sakelar ditutup, arus pada induktor adalah 0A, yang setara dengan rangkaian terbuka, hal ini karena arus sesaat berubah tajam dan arus induksi yang sangat besar (hijau) akan dihasilkan untuk menahan arus eksitasi eksternal (biru);
2. Dalam proses mencapai kondisi tunak, arus pada induktor berubah secara eksponensial;
3. Setelah mencapai kondisi tunak, arus pada induktor adalah I = E / R, yang setara dengan hubung singkat induktor;
4. Arus induksi yang digema merupakan gaya gerak listrik yang diinduksi, fungsinya untuk melawan E, sehingga disebut EMF Balik (back electromotive force);

4. Apakah induktansi?

Induktansi digunakan untuk menggambarkan kemampuan suatu alat untuk menahan perubahan arus, jika kemampuan untuk menahan perubahan arus semakin kuat maka induktansinya semakin besar, begitu pula sebaliknya.

Untuk eksitasi DC, induktansi akhir muncul sebagai hubung singkat (tegangan 0).Namun pada proses pemberian energi, tegangan dan arus tidak 0 yang berarti ada daya. Proses pengumpulan energi ini sedang mengisi daya. Energi ini disimpan dalam bentuk medan magnet. Saat diperlukan (seperti eksitasi eksternal tidak dapat mempertahankan kondisi tunak)Arus di bawah) melepaskan energi.

Induktansi adalah perangkat inersia di bidang elektromagnetik. Perangkat inersia tidak menyukai perubahan. Sama seperti flywheel dalam dinamika, sulit untuk berputar pada awalnya, dan setelah berputar, sulit untuk dihentikan, dan konversi energi terjadi selama periode tersebut.