Termen induktion i elektroteknik betyder förekomsten av ström i en elektrisk sluten krets om den är i ett föränderligt tillstånd. Upptäcktes för bara tvåhundra år sedan av Michael Faraday. Detta kunde ha gjorts mycket tidigare av Andre Ampere, som utförde liknande experiment. Han stack in en metallstav i spolen och sedan gick han, otur, in i ett annat rum för att titta på galvanometernålen - tänk om den rörde sig. Och pilen gjorde regelbundet sitt jobb - den avvek, men medan Ampere vandrade genom rummen återgick den till nollstrecket. Så väntade fenomenet självinduktion i ytterligare tio år tills spolen, apparaten och forskaren samtidigt var på rätt plats.
Huvudpoängen med detta experiment var att inducerad emk uppstår endast när magnetfältet som passerar genom en sluten slinga ändras. Men du kan ändra det på vilket sätt du vill - antingen ändra storleken på själva magnetfältet, eller helt enkelt flytta källan till fältet i förhållande till samma slutna slinga. Den emk som uppstår i detta fall kallas "ömsesidig induktiv emk." Men detta var bara början på upptäckter inom induktionsområdet. Ännu mer överraskande var fenomenet självinduktion, som upptäcktes ungefär samtidigt. I hans experiment upptäckte man att spolarna inte bara inducerade en ström i en annan spole, utan även när strömmen i denna spole ändrades, inducerade den en ytterligare EMF i den. Detta är vad de kallade självinduktionens EMF. Av stort intresse är strömriktningen. Det visade sig att i fallet med självinduktions-EMK är dess ström riktad mot sin "förälder" - strömmen som orsakas av huvud-EMK.
Är det möjligt att observera fenomenet självinduktion? Som de säger, ingenting är enklare. Låt oss montera de två första - en seriekopplad induktor och en glödlampa, och den andra - bara glödlampan. Låt oss ansluta dem till batteriet via en gemensam strömbrytare. När du slår på den kan du se att glödlampan i kretsen med spolen tänds "motvilligt" och den andra glödlampan, som är snabbare "på uppgång", tänds omedelbart. Vad händer? I båda kretsarna, efter påslagning, börjar ström att flyta, och den ändras från noll till dess maximum, och det är just strömändringen som induktorn väntar på, som genererar självinduktions-emk. Det finns en EMF och en sluten krets, vilket betyder att det också finns dess ström, men den är riktad mot kretsens huvudström, som så småningom kommer att nå ett maximalt värde som bestäms av kretsens parametrar och sluta växa, och eftersom det finns ingen förändring i strömmen, det finns ingen självinduktions-EMK. Det är enkelt. En liknande bild, men "exakt motsatsen", observeras när strömmen stängs av. Trogen sin "dåliga vana" att motsätta sig alla förändringar i strömmen, bibehåller den självinduktiva emk sitt flöde i kretsen efter att strömmen stängs av.
Frågan uppstod omedelbart - vad är fenomenet självinduktion? Det visade sig att självinduktions-EMK påverkas av strömförändringshastigheten i ledaren och kan skrivas:
Av detta kan man se att självinduktionens emk E är direkt proportionell mot förändringshastigheten för ström dI/dt och proportionalitetskoefficienten L, kallad induktans. För sitt bidrag till studiet av frågan om vad fenomenet självinduktans består av belönades George Henry med att måttenheten för induktans, Henry (H), bär hans namn. Det är strömflödeskretsens induktans som bestämmer fenomenet självinduktion. Man kan föreställa sig att induktans är ett slags "lagring" av magnetisk energi. Om strömmen i kretsen ökar, omvandlas elektrisk energi till magnetisk energi, vilket fördröjer ökningen av strömmen, och när strömmen minskar, omvandlas spolens magnetiska energi till elektrisk energi och upprätthåller strömmen i kretsen.
Förmodligen har alla sett en gnista när man stänger av en kontakt från ett uttag - detta är den vanligaste manifestationen av självinduktion av EMF i verkliga livet. Men i vardagen öppnar strömmar på max 10-20 A, och öppningstiden är cirka 20 ms. Med en induktans av storleksordningen 1 H kommer självinduktionens emk i detta fall att vara lika med 500 V. Det verkar som att frågan om vad fenomenet självinduktion består av inte är så komplicerad. Men i själva verket är självinducerad emf ett stort tekniskt problem. Summan av kardemumman är att när kretsen går sönder, när kontakterna redan har separerats, upprätthåller självinduktion strömflödet, och detta leder till utbränning av kontakterna, eftersom Inom tekniken kopplas kretsar med strömmar på hundratals och till och med tusentals ampere. Här talar vi ofta om en självinduktiv emk på tiotusentals volt, och detta kräver ytterligare lösningar på tekniska frågor relaterade till överspänningar i elektriska kretsar.
Men allt är inte så dystert. Det händer att denna skadliga EMF är mycket användbar, till exempel i tändsystem för förbränningsmotorer. Ett sådant system består av en induktor i form av en autotransformator och en chopper. En ström passerar genom primärlindningen, som stängs av av en brytare. Som ett resultat av en öppen krets uppstår en självinduktiv emk på hundratals volt (medan batteriet endast ger 12V). Sedan omvandlas denna spänning ytterligare, och en puls på mer än 10 kV skickas till tändstiften.
Självinduktion är uppkomsten i en ledare av en elektromotorisk kraft (EMF) riktad i motsatt riktning i förhållande till strömkällans spänning när ström flyter. Dessutom inträffar det i det ögonblick då strömstyrkan i kretsen ändras. En föränderlig elektrisk ström genererar ett föränderligt magnetfält, vilket i sin tur inducerar en emk i ledaren.
Detta liknar formuleringen av Faradays lag om elektromagnetisk induktion, som säger:
När ett magnetiskt flöde passerar genom en ledare uppstår en emk i den senare. Den är proportionell mot förändringshastigheten för magnetiskt flöde (matematisk derivata med avseende på tid).
E=dФ/dt,
Där E är självinduktions-emk, mätt i volt, F är det magnetiska flödet, måttenheten är Wb (weber, även lika med V/s)
Induktans
Vi har redan sagt att självinduktion är inneboende i induktiva kretsar, så låt oss överväga fenomenet självinduktion med exemplet med en induktor.
En induktor är ett element som är en spole av isolerad ledare. För att öka induktansen ökas antalet varv eller så placeras en kärna av mjukt magnetiskt eller annat material inuti spolen.
Induktansenheten är Henry (H). Induktans mäter hur starkt en ledare motstår elektrisk ström. Eftersom det bildas ett magnetfält runt varje ledare som det går ström genom, och om man placerar en ledare i ett växelfält kommer det att uppstå en ström i den. I sin tur summeras magnetfälten för varje varv av spolen. Då kommer ett starkt magnetfält att uppstå runt spolen som strömmen går igenom. När dess styrka i spolen ändras kommer det magnetiska flödet runt den också att förändras.
Enligt Faradays lag om elektromagnetisk induktion, om en spole penetreras av ett alternerande magnetiskt flöde, kommer en ström och självinduktion emk att uppstå i den. De kommer att hindra strömmen som skulle flyta i induktansen från strömkällan till lasten. De kallas också extraströms EMF för självinduktion.
Formeln för självinduktion EMF på induktans har formen:
Det vill säga, ju större induktansen är, och ju mer och snabbare strömmen har förändrats, desto starkare blir EMF-ökningen.
När strömmen i spolen ökar, uppstår en självinduktions-emk, som är riktad mot strömkällans spänning, kommer ökningen i ström att sakta ner. Samma sak händer vid minskning - självinduktion kommer att leda till uppkomsten av en EMF, som kommer att bibehålla strömmen i spolen i samma riktning som tidigare. Det följer att spänningen vid spolens terminaler kommer att vara motsatt polariteten hos strömkällan.
I figuren nedan kan du se att när du slår på/stänger av en induktiv krets så uppstår inte strömmen plötsligt utan ändras gradvis. Lagarna för kommutering talar också om detta.
En annan definition av induktans är att magnetiskt flöde är proportionellt mot strömmen, men i sin formel fungerar induktansen som en proportionalitetsfaktor.
Transformator och ömsesidig induktion
Om du placerar två spolar i närheten, till exempel på samma kärna, kommer fenomenet med ömsesidig induktion att observeras. Låt oss föra växelström genom den första, sedan kommer dess växelflöde att penetrera varven på den andra och en EMF kommer att dyka upp vid dess terminaler.
Denna EMF kommer att bero på längden på tråden, respektive antalet varv, såväl som på värdet på mediets magnetiska permeabilitet. Om de helt enkelt placeras bredvid varandra blir EMF låg, och om vi tar en kärna av mjukt magnetiskt stål blir EMF mycket större. Egentligen är det så här transformatorn är designad.
Intressant: Denna ömsesidiga påverkan av spolarna på varandra kallas induktiv koppling.
Fördelar och skador
Om du förstår den teoretiska delen är det värt att överväga var fenomenet självinduktion tillämpas i praktiken. Låt oss titta på exempel på vad vi ser i vardagen och tekniken. En av de mest användbara tillämpningarna är en transformator, vi har redan diskuterat principen för dess funktion. Numera blir de mindre vanliga, men tidigare användes lysrör dagligen i lampor. Principen för deras funktion är baserad på fenomenet självinduktion. Du kan se hennes diagram nedan.
Efter att spänningen applicerats flyter ström genom kretsen: fas - induktor - spiral - startmotor - spiral - noll.
Eller vice versa (fas och noll). Efter att startmotorn har triggats öppnas dess kontakter, sedan (spolen med hög induktans) tenderar att hålla strömmen i samma riktning, inducerar en självinduktiv emk av stor storlek och lamporna tänds.
På samma sätt gäller detta fenomen för tändningskretsen på en bil eller motorcykel som går på bensin. I dem är en mekanisk (chopper) eller halvledaromkopplare (transistor i ECU) installerad i gapet mellan induktorn och minus (jord). Denna nyckel, i det ögonblick då en gnista skulle bildas i cylindern för att antända bränslet, bryter spolens kraftkrets. Då orsakar energin som lagras i spolens kärna en ökning av självinduktions-emk och spänningen vid tändstiftselektroden ökar tills ett genombrott av gnistgapet inträffar, eller tills spolen brinner ut.
I nätaggregat och ljudutrustning finns det ofta ett behov av att ta bort onödiga krusningar, brus eller frekvenser från en signal. För detta används filter med olika konfigurationer. Ett av alternativen är LC, LR filter. Genom att hämma strömtillväxt respektive växelströmsmotstånd är det möjligt att uppnå önskade mål.
Självinduktionens EMF orsakar skador på kontakterna på strömbrytare, knivbrytare, uttag, automatiska maskiner och andra saker. Du kanske har märkt att när du drar ut kontakten till en rinnande dammsugare ur uttaget så märks en blixt inuti den väldigt ofta. Detta är motståndet mot att ändra strömmen i spolen (motorlindning i detta fall).
I halvledaromkopplare är situationen mer kritisk - även en liten induktans i kretsen kan leda till att de går sönder när toppvärdena för Uke eller Usi nås. För att skydda dem installeras snubberkretsar, på vilka energin från induktiva skurar försvinner.
Slutsats
Låt oss sammanfatta. Villkoren för uppkomsten av självinduktiv emk är: närvaron av induktans i kretsen och en förändring av strömmen i lasten. Detta kan hända både under arbete, vid byte av lägen eller störande influenser och vid byte av enhet. Detta fenomen kan skada kontakterna på reläer och starter, eftersom det leder till att induktiva kretsar öppnas, till exempel elektriska motorer. För att minska den negativa påverkan är de flesta kopplingsutrustningar utrustade med bågränna.
EMF-fenomenet används ganska ofta för användbara ändamål, från ett filter för att jämna ut strömrippel och ett frekvensfilter i ljudutrustning, till transformatorer och högspänningsspolar i bilar.
Vi hoppas att du nu förstår vad självinduktion är, hur den yttrar sig och var den kan användas. Om du har några frågor, ställ dem i kommentarerna under artikeln!
Material
Det är så att säga ett specialfall av det).
Riktningen för självinduktions-EMK visar sig alltid vara sådan att när strömmen i kretsen ökar, förhindrar självinduktions-EMK denna ökning (riktad mot strömmen), och när strömmen minskar minskar den (samriktad) med strömmen). Denna egenskap hos självinduktion emk liknar tröghetskraften.
Storleken på självinduktions-EMK är proportionell mot strömförändringshastigheten:
.Proportionalitetsfaktorn kallas självinduktionskoefficient eller induktans krets (spole).
Självinduktion och sinusformad ström
I fallet med ett sinusformigt beroende av strömmen som flyter genom spolen i tid, släpar den självinduktiva emk i spolen efter strömmen i fas med (det vill säga 90°), och amplituden för denna emk är proportionell mot amplitud av ström, frekvens och induktans (). När allt kommer omkring är förändringshastigheten för en funktion dess första derivata, a.
Att beräkna mer eller mindre komplexa kretsar som innehåller induktiva element, det vill säga varv, spolar etc. anordningar i vilka självinduktion observeras (särskilt helt linjära sådana, det vill säga inte innehåller olinjära element), när det gäller sinusformade strömmar och spänningar används metoden för komplexa impedanser eller, i enklare fall, ett mindre kraftfullt, men mer visuellt alternativ är vektordiagrammet.
Observera att allt som beskrivs är tillämpligt inte bara direkt på sinusformade strömmar och spänningar, utan praktiskt taget på godtyckliga, eftersom de senare nästan alltid kan expanderas till en Fourier-serie eller integral och därmed reduceras till sinusformad.
I mer eller mindre direkt anslutning till detta kan vi nämna användningen av fenomenet självinduktion (och följaktligen induktorer) i en mängd olika oscillerande kretsar, filter, fördröjningslinjer och andra olika elektronik- och elektriska kretsar.
Självinduktans och strömsteg
På grund av fenomenet självinduktion i en elektrisk krets med en EMF-källa, när kretsen är stängd, etableras strömmen inte omedelbart, men efter en tid. Liknande processer inträffar när kretsen öppnas, och (med en skarp öppning) kan värdet på självinduktions-EMK i detta ögonblick avsevärt överstiga källans EMF.
Oftast i vardagen används detta i bilars tändspolar. Typisk tändspänning med en 12V batterispänning är 7-25 kV. Men överskottet av EMF i utgångskretsen över batteriets EMF här orsakas inte bara av ett skarpt avbrott av strömmen, utan också av transformationsförhållandet, eftersom det oftast inte är en enkel induktorspole som används , men en transformatorspole, vars sekundärlindning vanligtvis har många gånger så många varv (det vill säga i de flesta fall är kretsen något mer komplex än den vars funktion skulle förklaras fullständigt genom självinduktion; dock är fysiken av dess funktion i denna version sammanfaller delvis med fysiken för driften av en krets med en enkel spole).
Detta fenomen används också för att tända lysrör i en vanlig traditionell krets (här talar vi specifikt om en krets med en enkel induktor - en choke).
Dessutom måste det alltid tas med i beräkningen vid öppning av kontakter, om strömmen flyter genom lasten med märkbar induktans: det resulterande hoppet i EMF kan leda till genombrott av interkontaktgapet och/eller andra oönskade effekter, för att undertrycka vilka i detta fall, som regel, är det nödvändigt att vidta en mängd olika särskilda åtgärder.
Anteckningar
Länkar
- Om självintroduktion och ömsesidig introduktion från ”Skolan för elektriker”
Wikimedia Foundation. 2010.
Se vad "Självinduktion" är i andra ordböcker:
Självinduktion... Stavningsordbok-uppslagsbok
Utseendet av inducerad emk i en ledande krets när strömstyrkan ändras i den; speciella fall av elektromagnetisk induktion. När strömmen i kretsen ändras ändras det magnetiska flödet. induktion genom ytan som begränsas av denna kontur, vilket resulterar i ... Fysisk uppslagsverk
Excitering av elektromotorisk induktionskraft (emf) i en elektrisk krets när den elektriska strömmen i denna krets ändras; ett specialfall av elektromagnetisk induktion. Självinduktionens elektromotoriska kraft är direkt proportionell mot strömförändringshastigheten;... ... Stor encyklopedisk ordbok
SJÄLVINDUKTION, självinduktion, kvinnlig. (fysisk). 1. endast enheter Fenomenet att när strömmen ändras i en ledare uppstår en elektromotorisk kraft i den, vilket förhindrar denna förändring. Självinduktionsspole. 2. En enhet med... ... Ushakovs förklarande ordbok
- (Självinduktion) 1. En enhet med induktiv reaktans. 2. Fenomenet att när en elektrisk ström ändras i storlek och riktning i en ledare, uppstår en elektromotorisk kraft i den, vilket förhindrar detta... ... Marine Dictionary
Induktion av elektromotorisk kraft i ledningar, såväl som i elektriska lindningar. maskiner, transformatorer, apparater och instrument när storleken eller riktningen på den elektricitet som strömmar genom dem ändras. nuvarande. Strömmen som flyter genom ledningarna och lindningarna skapar runt dem... ... Teknisk järnvägsordbok
Självinduktion- elektromagnetisk induktion orsakad av en förändring i det magnetiska flödet som låser sig med kretsen, orsakad av den elektriska strömmen i denna krets... Källa: ELEKTRISK ENGINEERING. VILLKOR OCH DEFINITIONER AV GRUNDBEGREP. GOST R 52002 2003 (godkänd... ... Officiell terminologi
Substantiv, antal synonymer: 1 excitation av elektromotorisk kraft (1) Synonymordbok ASIS. V.N. Trishin. 2013... Synonym ordbok
självinduktion- Elektromagnetisk induktion orsakad av en förändring i det magnetiska flödet som låser sig med kretsen, orsakad av den elektriska strömmen i denna krets. [GOST R 52002 2003] SV självinduktion elektromagnetisk induktion i ett strömrör på grund av variationer … … Teknisk översättarguide
SJÄLVINDUKTION- ett specialfall av elektromagnetisk induktion (se (2)), som består i förekomsten av en inducerad (inducerad) EMF i en krets och orsakad av tidsförändringar av det magnetiska fältet som skapas av en föränderlig ström som flyter i samma krets. .. ... Big Polytechnic Encyclopedia
Böcker
- Induktion, ömsesidig induktion, självinduktion - det är enkelt. Theory of absoluteness, Gurevich Harold Stanislavovich, Kanevsky Samuil Naumovich, Processen för interaktion mellan elektroner i ett föränderligt elektromagnetiskt fält med elektroner från ledare som finns i detta elektromagnetiska fält kallas elektromagnetisk induktion. Som ett resultat... Kategori: Fysik Serie: Nature of the Far East Förlag: At the Nikitsky Gate, Tillverkare:
« Fysik - 11:e klass"
Självinduktion.
Om växelström flyter genom spolen, då:
det magnetiska flödet som passerar genom spolen varierar med tiden,
och en inducerad emk uppträder i spolen.
Detta fenomen kallas självinduktion.
Enligt Lenz regel, när strömmen ökar, riktas intensiteten av det elektriska virvelfältet mot strömmen, d.v.s. virvelfältet hindrar strömmen från att öka.
När strömmen minskar riktas intensiteten av det elektriska virvelfältet och strömmen på samma sätt, dvs virvelfältet stödjer strömmen.
Fenomenet självinduktion liknar fenomenet tröghet inom mekanik.
I mekanik:
Tröghet gör att en kropp gradvis förvärvar en viss hastighet under påverkan av kraft.
Kroppen kan inte omedelbart bromsas ner, oavsett hur stor bromskraften är.
I elektrodynamik:
När kretsen är sluten på grund av självinduktion ökar strömstyrkan gradvis.
När kretsen öppnas upprätthåller självinduktion strömmen under en tid, trots kretsens motstånd.
Fenomenet självinduktion spelar en mycket viktig roll inom el- och radioteknik.
Aktuell magnetfältsenergi
Enligt lagen om energibevarande magnetfältsenergi, skapad av strömmen, är lika med den energi som strömkällan (till exempel en galvanisk cell) måste förbruka för att skapa strömmen.
När kretsen öppnas omvandlas denna energi till andra typer av energi.
När den är stängd kretsströmmen ökar.
Ett elektriskt virvelfält uppträder i ledaren, som verkar mot det elektriska fältet som skapas av strömkällan.
För att strömstyrkan ska bli lika med I måste strömkällan göra arbete mot virvelfältets krafter.
Detta arbete går till att öka energin i strömmens magnetfält.
Vid öppning kretsströmmen försvinner.
Vortexfältet gör ett positivt arbete.
Energin som lagras i strömmen frigörs.
Detta detekteras till exempel av en kraftig gnista som uppstår när en krets med hög induktans öppnas.
Energin i magnetfältet som skapas av en ström som passerar genom en sektion av en krets med induktans L bestäms av formeln 
Det magnetiska fältet som skapas av en elektrisk ström har en energi som är direkt proportionell mot strömmens kvadrat.
Magnetfältets energitäthet (dvs energin per volymenhet) är proportionell mot kvadraten på den magnetiska induktionen: w m ~ V 2,
liknande hur energitätheten för det elektriska fältet är proportionell mot kvadraten på den elektriska fältstyrkan w e ~ E 2.
Med någon förändring av strömmen i spolen (eller i allmänhet i ledaren) induceras den själv Självinducerad emf.
När en emk induceras i en spole på grund av en förändring i dess eget magnetiska flöde, beror storleken på denna emk på strömmens förändringshastighet. Ju större förändringshastigheten för strömmen är, desto större är självinduktions-emk.
Storleken på självinduktions-emk beror också på antalet varv av spolen, tätheten av deras lindning och storleken på spolen. Ju större spolens diameter, antalet varv och lindningens täthet, desto större är självinduktions-emk. Detta beroende av självinduktions-emk på strömförändringshastigheten i spolen, antalet varv och dimensioner är av stor betydelse inom elektroteknik.
Riktningen för självinduktions-emk bestäms av Lenz' lag. Självinduktions-EMK har alltid en riktning i vilken den förhindrar förändringen i strömmen som orsakade den.
Med andra ord, en minskning av strömmen i spolen medför uppkomsten av en självinduktions-emk riktad i strömmens riktning, d.v.s. förhindrar dess minskning. Och omvänt, när strömmen ökar i spolen, uppstår en självinduktions-emk, riktad mot strömmen, dvs. förhindrar dess ökning.
Det bör inte glömmas att om strömmen i spolen inte ändras, så nej Självinducerad emf inte uppstår. Fenomenet självinduktion är särskilt uttalat i en krets som innehåller en spole med en järnkärna, eftersom järn avsevärt ökar spolens magnetiska flöde och därför storleken på självinduktions-emk när den ändras.
Induktans
Så vi vet att storleken på självinduktions-emk i en spole, förutom hastigheten på strömförändringen i den, också beror på spolens storlek och antalet varv.
Följaktligen kan spolar av olika konstruktioner med samma ändringshastighet i strömmen inducera självinduktions-emk av olika storlek.
För att skilja spolar från varandra genom deras förmåga att inducera självinduktiv emk, introducerades konceptet spolinduktans, eller självinduktionskoefficient.
En spoles induktans är en kvantitet som kännetecknar en spoles förmåga att inducera en självinduktiv emk.
Induktansen för en given spole är ett konstant värde, oberoende av både styrkan på strömmen som passerar genom den och hastigheten för dess förändring.
Henry är induktansen för en sådan spole (eller ledare) i vilken, när strömmen ändras med 1 ampere på 1 sekund, uppstår en självinduktiv emk på 1 volt.
I praktiken behövs ibland en spole (eller lindning) som inte har induktans. I det här fallet lindas tråden på en rulle efter att först ha vikt den på mitten. Denna lindningsmetod kallas bifilar.
EMF ömsesidig induktion
Så vi vet att inducerad emk i en spole kan orsakas utan att flytta en elektromagnet i den, utan genom att bara ändra strömmen i dess lindning. Men för att orsaka en inducerad emk i en spole genom att ändra strömmen i den andra, är det inte alls nödvändigt att sätta in en av dem inuti den andra, men du kan placera dem sida vid sida
Och i det här fallet, när strömmen i en spole ändras, kommer det resulterande alternerande magnetiska flödet att penetrera (korsa) varven på den andra spolen och orsaka en EMF i den.
Ömsesidig induktion gör det möjligt att koppla olika elektriska kretsar med varandra genom ett magnetfält. En sådan koppling brukar kallas induktiv koppling.
Storleken på den ömsesidiga induktions-emk beror främst på den hastighet med vilken strömmen i den första spolen ändras. Ju snabbare strömändringar i den, desto större skapas den ömsesidiga induktions-emk.
Dessutom beror storleken på den ömsesidigt induktiva emk på induktansen för båda spolarna och deras relativa position, samt omgivningens magnetiska permeabilitet.
Därav, Spolar som är olika i sin induktans och inbördes arrangemang och i olika miljöer kan orsaka ömsesidiga induktions-emk av olika storlek in i varandra.
För att kunna särskilja olika par av spolar efter deras förmåga att ömsesidigt inducera EMF, har begreppet ömsesidig induktans eller ömsesidig induktionskoefficient.
Ömsesidig induktans betecknas med bokstaven M. Dess måttenhet, liksom induktans, är Henry.
Henry är den ömsesidiga induktansen för två spolar så att en förändring av strömmen i en spole med 1 ampere per sekund orsakar en emk av ömsesidig induktans lika med 1 volt i den andra spolen.
Storleken på EMF för ömsesidig induktion påverkas av omgivningens magnetiska permeabilitet. Ju större den magnetiska permeabiliteten är hos mediet genom vilket det alternerande magnetiska flödet som förbinder spolarna är stängt, desto starkare är den induktiva kopplingen av spolarna och desto större är värdet på den ömsesidiga induktions-emk.
Driften av en så viktig elektrisk anordning som en transformator är baserad på fenomenet ömsesidig induktion.
Transformatorns funktionsprincip
Transformatorns funktionsprincip är baserad på och är som följer. Två lindningar är lindade på en järnkärna, en av dem är ansluten till en växelströmskälla och den andra till en strömförbrukare (motstånd).
En lindning kopplad till en växelströmskälla skapar ett växelmagnetiskt flöde i kärnan, vilket inducerar en emk i den andra lindningen.
Lindningen som är ansluten till växelströmskällan kallas primär och lindningen som konsumenten är ansluten till kallas sekundär. Men eftersom ett alternerande magnetiskt flöde samtidigt penetrerar båda lindningarna, induceras alternerande emk i var och en av dem.
Storleken på EMF för varje varv, såväl som EMF för hela lindningen, beror på storleken på det magnetiska flödet som passerar genom varvet och hastigheten för dess förändring. Förändringshastigheten för magnetiskt flöde beror enbart på växelströmmens frekvens, som är konstant för en given ström. Storleken på det magnetiska flödet är också konstant för en given transformator. Därför, i den aktuella transformatorn, beror EMF i varje lindning endast på antalet varv i den.
Förhållandet mellan primär- och sekundärspänningen är lika med förhållandet mellan antalet varv hos primär- och sekundärlindningarna. Detta förhållande kallas .
Om nätspänning läggs på en av transformatorns lindningar, kommer en spänning att tas bort från den andra lindningen som är större eller mindre än nätspänningen lika många gånger som antalet varv i sekundärlindningen är större eller mindre .
Om en spänning som är större än den som appliceras på primärlindningen tas bort från sekundärlindningen, kallas en sådan transformator en step-up transformator. Tvärtom, om en spänning mindre än den primära tas bort från sekundärlindningen, kallas en sådan transformator en nedtrappningstransformator. Varje transformator kan användas som en step-up eller step-down transformator.
Transformationsförhållandet anges vanligtvis i transformatorpasset som förhållandet mellan den högsta spänningen och den lägsta, dvs det är alltid större än en.
- I kontakt med 0
- Google+ 0
- OK 0
- Facebook 0
