Il principio di funzionamento dell'induttanza è molto astratto: per spiegare cos'è un'induttanza, partiamo dai fenomeni fisici di base.

Uno, due fenomeni e una legge-magnetismo per elettricità, elettricità per magnetismo e legge di Lenz

1. Fenomeno elettromagnetico

C'è stato un esperimento di fisica delle scuole superiori: un piccolo ago magnetico è stato posizionato accanto al conduttore eccitato e la direzione del piccolo ago magnetico è stata deviata, il che mostra che c'è un campo magnetico attorno alla corrente. Questo fenomeno fu scoperto nel 1820 dal fisico danese Oersted.

Se avvolgiamo il conduttore in un cerchio, il campo magnetico generato da ciascun cerchio del conduttore può essere sovrapposto e il campo magnetico complessivo diventerà più forte, il che può attrarre piccoli oggetti. Nella figura, la corrente della bobina è 2 ~ ​​3 A. Si noti che il filo smaltato ha un limite di corrente nominale, altrimenti si scioglierà ad alta temperatura:

2. Magnetismo (dinamico)

Nel 1831, lo scienziato britannico Faraday scoprì che quando una parte di un conduttore in un circuito chiuso esegue un campo magnetico di taglio, l'elettricità verrà generata sul conduttore. Il prerequisito è che il circuito e il campo magnetico siano in un ambiente relativamente mutevole, quindi è chiamato magnetismo "mobile" e la corrente generata è chiamata corrente indotta.

Possiamo sperimentare con un motore. Generalmente, il comune motore a spazzole CC ha magneti permanenti nello statore e conduttori della bobina nel rotore. Ruotare manualmente il rotore significa che il conduttore sta tagliando le linee di forza magnetiche.Collegare i due elettrodi del motore con un oscilloscopio e misurare la variazione di tensione. Il generatore è realizzato in base a questo principio.

3. Legge di Lenz

Legge di Lenz: La direzione della corrente indotta generata dal cambiamento del flusso magnetico è la direzione che si oppone al cambiamento del flusso magnetico.

La semplice comprensione di questa frase è: quando il campo magnetico (campo magnetico esterno) nell'ambiente del conduttore diventa più forte, il campo magnetico generato dalla sua corrente indotta è opposto all'effetto del campo magnetico esterno, rendendo il campo magnetico complessivo più debole del campo magnetico esterno. Quando il campo magnetico (campo magnetico esterno) nell'ambiente del conduttore diventa più debole, il campo magnetico generato dalla sua corrente indotta è opposto all'effetto del campo magnetico esterno, rendendo il campo magnetico complessivo più forte del campo magnetico esterno.

Secondo la legge di Lenz, è possibile valutare la direzione della corrente indotta sul circuito.

Due, bobina del tubo a spirale: spiega come funziona l'induttore

Con le riserve di conoscenza dei due fenomeni precedenti e di una legge, vediamo come funziona l'induttore.

L'induttanza più semplice è una bobina a tubo a spirale:

Situazione durante l'accensione

Intercettiamo una piccola sezione del tubo a spirale e possiamo vedere due bobine, bobina A e bobina B:

Durante il processo di accensione, la situazione è la seguente:

1. La corrente che passa attraverso la bobina A, assumendo la sua direzione come mostrato dalla linea continua blu, è chiamata corrente di eccitazione esterna;
2. Secondo il principio dell'elettromagnetismo, la corrente di eccitazione esterna genera un campo magnetico che inizia a diffondersi nello spazio circostante e ricopre la bobina B, che è equivalente alla bobina B che taglia le linee di forza magnetica, come mostrato dalla linea tratteggiata blu;
3. Secondo il principio della magnetoelettricità, la corrente indotta viene generata sulla bobina B, la direzione è indicata dalla linea verde continua e la direzione è opposta alla corrente di eccitazione esterna;
4. Secondo la legge di Lenz, il campo magnetico generato dalla corrente indotta è quello di opporsi al campo magnetico della corrente di eccitazione esterna, quindi è indicato come linea tratteggiata verde;

Dopo che la potenza si è stabilizzata (DC)

Dopo che l'eccitazione è stabile, la corrente di eccitazione esterna della bobina A è costante e anche il campo magnetico da essa generato è costante. Il campo magnetico e la bobina B non si muovono l'uno rispetto all'altro, quindi non c'è magnetizzazione e nessuna corrente rappresentata dalla linea verde continua. In questo momento, l'induttanza è equivalente a un cortocircuito per eccitazione esterna.

Terzo, le caratteristiche dell'induttanza: la corrente non può essere improvvisa

Dopo aver capito come funziona l'induttore, diamo un'occhiata alla caratteristica più importante dell'induttore: la corrente sull'induttore non può cambiare improvvisamente.

Nella figura, l'ascissa della curva a destra è il tempo e l'ordinata è la corrente sull'induttore. Prendi il momento in cui l'interruttore è chiuso come origine del tempo.

si può vedere:

1. Nel momento in cui l'interruttore è chiuso, la corrente sull'induttore è 0A, che equivale a un circuito aperto.Questo perché la corrente istantanea cambia bruscamente e verrà generata un'enorme corrente indotta (verde) per resistere alla corrente di eccitazione esterna (blu);
2. Nel processo di raggiungimento di uno stato stazionario, la corrente sull'induttore cambia in modo esponenziale;
3. Dopo aver raggiunto lo stato stazionario, la corrente sull'induttore è I = E / R, che è equivalente a un cortocircuito dell'induttore;
4. L'eco della corrente indotta è la forza elettromotrice indotta, la cui funzione è quella di opporsi a E, per questo è chiamata Back EMF (forza elettromotrice posteriore);

4. Cos'è l'induttanza?

L'induttanza è usata per descrivere la capacità di un dispositivo di resistere ai cambiamenti di corrente. Se la capacità di resistere ai cambiamenti di corrente è maggiore, maggiore è l'induttanza e viceversa.

Per l'eccitazione CC, l'induttanza finale appare come un cortocircuito (la tensione è 0).Ma nel processo di eccitazione, la tensione e la corrente non sono 0, il che significa che c'è potenza. Il processo di accumulo di questa energia si sta caricando. Memorizza questa energia sotto forma di un campo magnetico. Quando necessario (come l'eccitazione esterna non può mantenere uno stato stazionario)Corrente sotto) rilascia energia.

L'induttanza è un dispositivo inerziale nel campo dell'elettromagnetismo. Ai dispositivi inerziali non piacciono i cambiamenti. Proprio come il volano in dinamica, all'inizio è difficile girare e una volta che gira, è difficile fermarsi e la conversione dell'energia avviene durante il periodo.