Het werkingsprincipe van inductantie is erg abstract.Om uit te leggen wat een inductantie is, beginnen we met fysische basisverschijnselen.

Een, twee verschijnselen en een wet-magnetisme door elektriciteit, elektriciteit door magnetisme en de wet van Lenz

1. Elektromagnetisch fenomeen

Er was een experiment in natuurkunde op de middelbare school: een kleine magnetische naald werd naast de bekrachtigde geleider geplaatst en de richting van de kleine magnetische naald werd afgebogen, wat aangeeft dat er een magnetisch veld rond de stroom is. Dit fenomeen werd in 1820 ontdekt door de Deense natuurkundige Oersted.

Als we de geleider in een cirkel wikkelen, kan het magnetische veld dat door elke cirkel van de geleider wordt gegenereerd, worden overlapt en wordt het algehele magnetische veld sterker, wat kleine objecten kan aantrekken. In de afbeelding is de stroom van de spoel 2 ~ 3 A. Merk op dat de geëmailleerde draad een nominale stroomlimiet heeft, anders smelt hij bij hoge temperatuur:

2. (Dynamisch) magnetisme

In 1831 ontdekte de Britse wetenschapper Faraday dat wanneer een deel van een geleider in een gesloten circuit een snijdend magnetisch veld uitvoert, er elektriciteit op de geleider zal worden opgewekt. De vereiste is dat het circuit en het magnetische veld zich in een relatief veranderende omgeving bevinden, dus het wordt "bewegend" magnetisme genoemd, en de gegenereerde stroom wordt geïnduceerde stroom genoemd.

We kunnen experimenteren met een motor. Over het algemeen heeft de gewone DC-borstelmotor permanente magneten in de stator en spoelgeleiders in de rotor. Het handmatig draaien van de rotor betekent dat de geleider de magnetische krachtlijnen doorsnijdt. Verbind de twee elektroden van de motor met een oscilloscoop en de spanningsverandering kan worden gemeten. De generator is gemaakt op basis van dit principe.

3. De wet van Lenz

De wet van Lenz: De richting van de geïnduceerde stroom die wordt gegenereerd door de verandering van de magnetische flux is de richting die de verandering van de magnetische flux tegenwerkt.

Het eenvoudige begrip van deze zin is: wanneer het magnetische veld (extern magnetisch veld) in de omgeving van de geleider sterker wordt, is het magnetische veld dat wordt gegenereerd door de geïnduceerde stroom tegengesteld aan het effect van het externe magnetische veld, waardoor het algehele magnetische veld zwakker wordt dan het externe magnetische veld. Wanneer het magnetische veld (extern magnetisch veld) in de omgeving van de geleider zwakker wordt, is het magnetische veld dat wordt gegenereerd door de geïnduceerde stroom tegengesteld aan het effect van het externe magnetische veld, waardoor het algehele magnetische veld sterker wordt dan het externe magnetische veld.

Volgens de wet van Lenz kan de richting van de geïnduceerde stroom op het circuit worden beoordeeld.

Twee spiraalvormige buisspoelen leggen uit hoe de inductor werkt

Laten we met de kennisreserves van de bovenstaande twee verschijnselen en een wet eens kijken hoe de inductor werkt.

De eenvoudigste inductie is een spiraalvormige buisspoel:

Situatie tijdens het opstarten

We onderscheppen een klein deel van de spiraalbuis en we kunnen twee spoelen zien, spoel A en spoel B:

Tijdens het inschakelproces is de situatie als volgt:

1. De stroom die door spoel A gaat en de richting ervan aanneemt zoals aangegeven door de blauwe ononderbroken lijn, wordt de externe excitatiestroom genoemd;
2. Volgens het principe van elektromagnetisme wekt de externe excitatiestroom een ​​magnetisch veld op, en het magnetische veld begint zich te verspreiden in de omringende ruimte en bedekt spoel B, wat overeenkomt met spoel B die de magnetische krachtlijnen doorsnijdt, zoals aangegeven door de blauwe stippellijn;
3. Volgens het principe van magneto-elektriciteit wordt de geïnduceerde stroom opgewekt op spoel B, wordt de richting weergegeven door de ononderbroken groene lijn en is de richting tegengesteld aan de externe excitatiestroom;
4. Volgens de wet van Lenz is het magnetische veld dat wordt opgewekt door de geïnduceerde stroom tegengesteld aan het magnetische veld van de externe excitatiestroom, dus wordt het weergegeven als de groene stippellijn;

Nadat de stroom is gestabiliseerd (DC)

Nadat de bekrachtiging stabiel is, is de externe excitatiestroom van spoel A constant, en het magnetische veld dat erdoor wordt gegenereerd, is ook constant.Het magnetische veld en spoel B bewegen niet ten opzichte van elkaar, dus er is geen magnetisatie en geen stroom weergegeven door de ononderbroken groene lijn. Op dit moment is de inductantie gelijk aan een kortsluiting voor externe excitatie.

Ten derde, de kenmerken van inductie - de stroom kan niet plotseling zijn

Laten we, nadat we hebben begrepen hoe de inductor werkt, eens kijken naar het belangrijkste kenmerk van de inductor: de stroom op de inductor kan niet plotseling veranderen.

In de figuur is de abscis van de rechtercurve de tijd en de ordinaat de stroom op de inductor. Neem het moment waarop de schakelaar gesloten is als tijdoorsprong.

kan gezien worden:

1. Op het moment dat de schakelaar gesloten is, is de stroom op de inductor 0A, wat overeenkomt met een open circuit Dit komt omdat de momentane stroom sterk verandert en er een enorme geïnduceerde stroom (groen) zal worden gegenereerd om de externe excitatiestroom te weerstaan ​​(blauw);
2. Tijdens het bereiken van een stabiele toestand verandert de stroom op de inductor exponentieel;
3. Na het bereiken van de stabiele toestand is de stroom op de inductor I = E / R, wat overeenkomt met een kortsluiting van de inductor;
4. In navolging van de geïnduceerde stroom is de geïnduceerde elektromotorische kracht. Zijn functie is om E tegen te gaan, dus het wordt Back EMF genoemd

4. Wat is inductie?

Inductantie wordt gebruikt om het vermogen van een apparaat om veranderingen in stroom te weerstaan ​​te beschrijven. Als het vermogen om veranderingen in stroom te weerstaan ​​sterker is, hoe groter de inductantie, en vice versa.

Voor DC-excitatie verschijnt de uiteindelijke inductantie als een kortsluiting (spanning is 0).Maar tijdens het bekrachtigingsproces zijn de spanning en stroom niet 0, wat betekent dat er stroom is. Het proces van het verzamelen van deze energie is opladen. Het slaat deze energie op in de vorm van een magnetisch veld. Indien nodig (zoals externe excitatie kan geen stabiele toestand handhaven)Stroom onder) energie vrijgeven.

Inductantie is een traagheidsapparaat op het gebied van elektromagnetica. Inertiële apparaten houden niet van veranderingen. Net als het vliegwiel bij dynamica, is het moeilijk om aan het begin te draaien, en als het eenmaal draait, is het moeilijk om te stoppen en vindt er energieconversie plaats tijdens de periode.