EDS önindukció definíció. Mi az önindukció EMF-je

A találmány elektrotechnikára, különösen indukciós áramgenerátorok kialakítására vonatkozik, és felhasználható elektromágneses berendezésekben és elektromos gépekben, például motorokban, generátorokban, transzformátorokban, különösen fokozó transzformátorként. A műszaki eredmény abban áll, hogy a kimeneten megnöveljük az emf-et a szekunder tekercs impulzusfeszültségének alkalmazásával, és olyan szekunder tekercs kialakítást valósítunk meg, amely lehetővé teszi a keletkező impulzusfeszültség közvetlen eltávolítását a generátorból, és ezzel egyidejűleg a primer teljes teljesítményét. és szekunder tekercsek. 6 w.p. f-ly, 2 ill.

A 2524387 számú RF szabadalom rajzai

A találmány elektrotechnikára, különösen impulzusos indukciós áramgenerátorokra vonatkozik.

A találmány célja egy impulzusgenerátor alkalmazása EMF önindukció különböző elektromágneses berendezések és elektromos gépek impulzusos tápellátásának biztosítására, amely lehetővé teszi az impulzusos energiaforrások arzenáljának jelentős bővítését. A technika állása szerint ismert "Indukciós szinkrongenerátor", RU 9811934 7, publikáció. A mágneses mezőállórész armatúra tekercselési áramai. Lehetővé teszi a generátor üzemmódjainak bővítését. A generátor azonban forgó alkatrészeket tartalmaz, ezért megvan az ilyen generátorok összes hátránya, pl. a villamos energia kapcsolásával kapcsolatos problémák nem oldódnak meg. A javasolt kialakításban lehetetlen a szükséges nagyfeszültség elérése.

Generátorról ismert elektromos energia", RU 9402533 5. sz. bejelentés, közb. 1996.06.10., IPC H02K 19/16, maggal, indukciós tekercssel és gerjesztőtekerccsel ellátott kompozit gyűrűtekercseket tartalmaz. Lehetővé teszi az elektromos generátor teljesítményének növelését, az állórész tekercsének induktív ellenállásának csökkentését, a költségek csökkentését gépészeti munka amikor a mechanikai energiát elektromos energiává alakítják át és növelik a hatékonyságot. A generátor azonban a tervezési jellemzők miatt nem teszi lehetővé az önindukciós EMF használatát. A generátor forgó alkatrészeket tartalmaz, ezért megvan az ilyen generátorok összes hátránya, pl. a villamos energia kapcsolásával kapcsolatos problémák nem oldódnak meg.

Ismert használati modell„Kombinált elektromágneses tekercselés”, RU 96443 szabadalom, közb. 2010.07.27., IPC H01F 5/00, amelyben két vagy több vezeték van kivezetéssel, és a vezetők dielektrikummal vannak elválasztva. Lehetővé teszi a működési módok bővítését. Azonban mindkét vezetőt primer tekercsként használják, nincs nagyfeszültségű szekunder tekercs, ami nem teszi lehetővé a tekercs nagyfeszültségű transzformátorokban való használatát, és nem biztosítja az indukciós EMF eltávolítását és felhasználását a szekunder tekercsből.

A találmány legközelebbi alkalmazási területe az "Induktív-statikus módszer elektromos energia előállítására és egy eszköz ennek megvalósítására", RU 2004124018, publikáció. 2006.01.27., IPC H01F 1/00, amely szerint vannak primer és szekunder tekercsek, amelyek induktort képeznek a szabad mágneses energia átmenetével induktívan függő állapotba, és az indukció EMF-je indukálódik és a mágneses fluxus sűrűsége növekedésével arányos elektromos erő. Lehetővé teszi a mágneses fluxus-tömörítés mértékével kisebb induktivitású szekunder tekercs használatát, amely arányos tömörítést és a generátor elektromos teljesítményének növekedését eredményezi. A módszer indukciós és egyben statikus generálási módszereket alkalmaz. Nem javasolták azonban a generátor szekunder tekercsének kialakítását, amely lehetővé teszi a keletkező impulzusfeszültség és az önindukciós EMF áram közvetlen eltávolítását a generátorból.

Ezenkívül a klasszikus megoldás a legközelebbi megoldás kördiagramm demonstrációs kísérletekhez elektromágneses indukció amikor az áramkör nyitva van. Ez az áramkör (eszköz) funkcionálisan egy önindukciós EMF impulzusgenerátor. A fentiekkel kapcsolatban prototípusként elfogadjuk a rajzon látható telepítést - 424. ábra 231. o., tankönyv: Fizika kurzus, második rész, szerk. "Nauka", Moszkva 1970 Szerzők: L.S. Zsdanov, V.A. Maranjan.

A klasszikus sémában azonban a mag a elektromos acél szerkezetileg nem képes egyszerre két funkciót ellátni a készülékben: egy elektromosan vezető tekercset és egy klasszikus, mint a 424. ábrán látható prototípus mágneses áramkört, azaz egy indukciós tekercs magját (M). A prototípus nem teszi lehetővé az önindukciós EMF közvetlen eltávolítását és használatát, amely a klasszikus indukciós tekercs magjában fordul elő.

A javasolt találmány célja impulzusfeszültségek alkalmazása és a generátor szekunder tekercsének kialakítása, amely lehetővé teszi a keletkező impulzusfeszültség közvetlen eltávolítását a generátorból.

A javasolt műszaki megoldás műszaki eredménye az elektromos áram impulzusos előállítása és átalakítására szolgáló eszközök arzenáljának jelentős bővítése. Azt állította technikai eredmény annak a ténynek köszönhető, hogy az önindukciós EMF impulzusgenerátor szerkezetileg egyfázisú fokozó transzformátor primer és szekunder tekercseinek formájában van kialakítva szabványban műszaki teljesítmény(figyelembe véve azt a tényt, hogy a szekunder tekercs funkcionálisan elektromos vezető és mágneses áramkör is, javasoljuk, hogy a bemutatott kialakítást a legegyszerűbb indukciós tekercsnek tekintsük, amelynek magja spiráltekercs formájában van kialakítva, és eltávolítható önindukciós EMF) és két vagy több vezetővel vannak felszerelve, amelyeket dielektrikum választ el egymástól, és mindegyik vezetőnek van kivezetése. A generátor abban különbözik, hogy a kisfeszültségű primer tekercs (vezető) spirálszalagból készül, és legalább 2 fordulattal szorosan vagy kis hézaggal van feltekerve, fordulatról fordulásra, a tekercsszalag szélessége 120-200 mm és vastagsága 1-2 mm; a nagyfeszültségű szekunder tekercs (vezető) szintén spirálszalagból készül, a tekercsszalag elektromos szigeteléssel bevont elektromos acélból készült, és legalább 100 fordulattal szorosan vagy kis hézaggal feltekerve, fordulattal fordulat, a szalag készül 120-200 mm széles és legfeljebb 0,1 mm vastag. A primer tekercs elektromosan kapcsolódik a kisfeszültségű akkumulátorhoz egy kapcsolón keresztül, így zárt elektromos áramkört alkotnak, ahol a szekunder tekercs egyben elektromosan vezető tekercs és egy mágneses áramkör is. Ebben az esetben a primer tekercs menetei a szekunder tekercs menetein kívül helyezkednek el úgy, hogy mindkét tekercs egy lépcsős transzformátort képez, amelyben a szekunder tekercs egy nagyfeszültségű transzformátor indukciós tekercse, amely elektromosságot biztosít. a vezetőképesség a külső szigetelőréteggel szigetelt elektromos acél szalagnak köszönhetően, amely egyúttal az elsődleges tekercs funkcióját is ellátja, az EMF eltávolítása a szekunder tekercsszalag végeihez elektromosan csatlakoztatott vezetők segítségével történik, és a megszakítókulcs periodikus működése miatt kapjuk, és a megszakítókulcs működési gyakorisága miatt a szekunder tekercsben keletkező számított impulzusfeszültséget és áramot a képlet adja

ahol - ahol L az áramkör induktivitása vagy az áramkörben lévő áramerősség változási sebessége és az ebből eredő önindukciós EMF közötti arányossági együttható,

- az áramerősség változásának sebessége az elektromos áramkörben

Bizonyos esetekben a primer tekercs készülhet réz vagy alumínium vezetőből, lehet 3 vagy több menetes, a menetek számát a transzformátor áttétele korlátozza: a szekunder tekercs menetszámának aránya a számhoz az átalakítási arányt meghatározó primer tekercs menete, azaz. mennyivel nagyobb a feszültség a szekunder tekercsben, mint a primer tekercsben. Például, akkumulátor akkumulátor Az alacsony feszültség 12-24 V-ra nevezhető, és ez egy forrás egyenáram. Különösen a megszakítókulcs időszakos működését 50 Hz-es váltakozó áram ipari frekvenciájával hajtják végre. Ebben az esetben a frekvenciák bármilyen műszakilag kivitelezhetőek lehetnek, de az 50 Hz jobb, mivel a rendelkezésre álló szabványos átalakítók vagy elektromos készülékek segítségével könnyebben konvertálható vagy fogyasztható. A szekunder tekercsben az önindukció számított EMF-jét különösen az áramkör geometriája és a primer tekercs magjának mágneses tulajdonságai biztosítják. Így készülhet kontúr alakzattal, amely 150 mm-es vagy annál nagyobb átmérőjű kör alakú, amely az átalakulási aránytól függ, amely meghatározza a szekunder tekercs átmérőjét, a felhasznált elektromos acél vastagságától függően, ill. kerek spirál alakú. Mivel a szekunder tekercs nagyfeszültségű tekercs, és elektromos acélból készül, ez azt jelenti, hogy a mágneses tulajdonságait maga az anyag határozza meg (azaz az elektromos acél tényleges mágneses tulajdonságai).

A találmányt a legáltalánosabb formában a rajzok szemléltetik. különleges tervezés nem korlátozódik a rajzokon látható kiviteli alakokra.

Az 1. ábra a primer és a szekunder tekercs elrendezését, valamint a kulcsos megszakítóval ellátott akkumulátort mutatja.

A 2. ábra mutatja A-A szakasz a csatlakoztatott szekunder és primer tekercsek mentén.

Ezt a műszaki megoldást egy rajz illusztrálja, amely nem fedi le az összes lehetséges tervezési lehetőséget a bemutatott kapcsolási rajzhoz.

Az önindukciós EMF impulzusgenerátor berendezése az 1. és a 2. ábrán (metszetben) látható, és szerkezetileg egyfázisú fokozó transzformátor (és szerkezetileg is a legegyszerűbb indukciós) tekercs), amely primer (1) spirális szalagtekercsből áll (réz vagy alumínium vezető), 2-3 menet 1-2 mm vastag, 120 mm széles, alacsony feszültségű akkumulátorhoz (2) 12-24 V - a egyenáramforrás egy megszakítókulcson (3) keresztül, zárt elektromos áramkört képezve.

Az elektromos szigeteléssel bevont elektromos acél másodlagos nagyfeszültségű spirálszalag tekercsének (4) a menetszáma 100 vagy több, a szalag vastagsága 0,1 mm, szélessége 120 mm.

Az elektromos acélból készült szekunder tekercs (4) egyszerre két funkciót lát el a szerkezetben: egy elektromosan vezető tekercset és egy mágneses áramkört.

Elektromos vezetőként a szekunder tekercs (4) egy emelőtranszformátor nagyfeszültségű indukciós tekercse.

Mágneses áramkörként a szekunder tekercs (4) a klasszikus indukciós tekercs primer tekercsének (2) magja.

Az egyfázisú fokozó transzformátor primer (1) és szekunder (4) tekercselése két vagy több vezetővel (5) van felszerelve, a szekunder tekercs vezetőinek van egy kivezetése (6) - azaz. Az EMF-t a szekunder tekercsszalag végeihez elektromosan csatlakoztatott vezetők (5, 6) segítségével távolítják el, és a megszakítókulcs (3) időszakos működése révén keletkezik. Ezenkívül a szekunder tekercsben keletkező áramokat a képlet számítja ki

ahol L az áramkör induktivitása vagy a primer tekercs áramkörében az áramerősség változásának sebessége (1) és a szekunder tekercsben (2) kialakuló önindukciós EMF közötti arányossági együttható,

- az áramerősség változásának sebessége az elsődleges tekercs (1) elektromos áramkörében a megszakítókulcs (3) miatt.

A kulcs-megszakító (3) időszakos működtetése 50 Hz-es váltakozó áram ipari frekvenciájával történik. A szekunder tekercsben (4) az önindukció számított EMF-jét a szekunder tekercs (4) áramkörének geometriája és a primer tekercs (1) magjának (4) mágneses tulajdonságai biztosítják.

A primer (1) és szekunder (4) tekercsek által kapott áramkör alakja a bemutatott változatban 150 mm vagy annál nagyobb kerek átmérőjű.

A készülék a következőképpen működik.

Amikor a kulcs (3) lezárja az elsődleges tekercs (1) elektromos áramkörét, mágneses tér keletkezik, amelynek energiája a szekunder tekercs (4) mágneses mezőjében tárolódik.

Az (1) primer tekercs áramkörének kulcsát (3) kinyitva csökkenő áram keletkezik, amely a Lenz-szabály szerint fenntartja a szekunder tekercs (4) indukált indukciójának EMF-jét.

Ennek eredményeként a szekunder tekercs (4) mágneses terében tárolt energia a primer tekercs (1) önindukciós áramának további energiájává alakul, amely táplálja a szekunder tekercs (4) elektromos áramkörét.

A szekunder tekercs (4) áramkörében tárolt mágneses energia mennyiségétől függően az önindukciós áram teljesítménye eltérő lehet, és a jól ismert képlet határozza meg:

Így ez a találmány eléri azt a műszaki eredményt, amely abból áll, hogy a készülék szekunder tekercsének kialakítása, anyaga és kettős funkcionalitása lehetővé teszi a kapott önindukciós EMF eltávolítását és hatékony felhasználását.

A javasolt ipari alkalmazhatósága műszaki megoldás megerősített Általános szabályok fizika. Tehát az önindukció hatását a tankönyv írja le (L. S. Zhdanov, V. A. Marandzhjan, fizika kurzus átlagosnak speciális intézmények, 2. rész villany, szerk. Harmadik, sztereotip, fizikai és matematikai irodalom főkiadása, M., 1970, 231, 232, 233). Az önindukció az áramkör nyitásakor következik be, ez egyenesen arányos az áramerősség változásának sebességével az elektromos áramkörben. A hagyományos áramkörökben az önindukció jelensége mindig az áramkör megszakításának pontján fellépő szikra megjelenésével jár együtt. Mivel a javasolt kivitelben a szekunder tekercsben (4) a kialakítása miatt nincs szakadás a villamos áramkörben, az ebben az áramkörben tárolt mágneses energia mennyiségétől függően a megszakítóáram nem szikrázik, hanem átmegy a generált teljesítménybe. . Így a szekunder tekercs (4) kialakítása során, amikor az elsődleges tekercsben (1) lévő egyenáramú áramkört kinyitják, ennek az áramkörnek a mágneses mezőjében tárolt energia az önindukciós áram energiájává alakul át. szekunder tekercs áramkör (4).

Mivel az elektromotoros erő (EMF) a mennyiség egyenlő a munkával külső erők, esetünkben ez a primer tekercs (1) változó mágneses tere, pozitív töltési egységre vonatkoztatva ez az áramkörben vagy annak szakaszában ható EMF, esetünkben ez a szekunder tekercs tekercselés (4). A külső erők a lánc mentén mozgó töltéseken végzett munkájukkal jellemezhetők, és az EMF mérete egybeesik a potenciál dimenziójával, és ugyanabban az egységben mérik. Ezért az E vektormennyiséget a külső erők térerősségének is nevezik. A külső erők tere esetünkben a primer tekercsben (1) lévő váltakozó mágneses tér miatt keletkezik. Így a zárt áramkörben ható EMF a külső erők térerősségvektorának cirkulációjaként definiálható, azaz. a primer tekercsben (1) a megszakítás miatt fellépő külső erők elektromos mező kulcstörő (3). Ez a szabály biztosítja az indukciós EMF előfordulását a szekunder tekercsben (4). Ezt a fizikai jelenséget leírja a tankönyv (I. V. Saveljev, Fizika kurzusa, 2. kötet, Villany, 84., 85. o., szerk. Második sztereotip, szerk. Tudomány, a fizikai és matematikai irodalom fő kiadása, M., 1966. ) .

A külső erők mellett a töltést az elektrosztatikus mező erői is befolyásolják, amelyek közvetlenül a szekunder tekercsben (4) keletkeznek.

A készülék az elektromágneses indukció jelenségét is felhasználja, amelyet a (R.A. Mustafaev, V.G. Krivtsov, tankönyv, fizika, az egyetemre jelentkezők segítésére, szerk. M., elvégezni az iskolát, 1989).

Így a javasolt találmányban használt generátor eszközként történő kialakítása lehetővé teszi az önindukciós EMF hatékony előállítását, eltávolítását és alkalmazását. Így a készülék elkészíthető ipari módonés ígéretes, hatékony önindukciós EMF impulzusgenerátorként kerül bevezetésre, amely lehetővé teszi az arzenál bővítését technikai eszközökkel elektromos áram impulzustermelésére és átalakítására.

KÖVETELÉS

1. Impulzusos önindukciós emf generátor, primer és szekunder tekercsből álló, egyfázisú emelőtranszformátor formájában, két vagy több, dielektrikummal elválasztott vezetővel, és a vezető vezetékekkel rendelkezik, azzal jellemezve, hogy a kisfeszültségű primer tekercs spirálszalagból készül, és legalább két menete szorosan vagy egymástól kis távolságra van feltekercselve, a tekercsszalag 120-200 mm széles és 1-2 mm vastag; a másodlagos nagyfeszültségű tekercs szintén spirálszalagból készült, a tekercsszalag elektromos szigeteléssel bevont elektroacélból készült, legalább 100 fordulattal szorosan vagy egymástól kis távolságra van feltekerve, a szalag 120-200 mm széles és legfeljebb 0 vastagságú, 1 mm, a primer tekercs elektromosan csatlakozik a kisfeszültségű akkumulátorhoz kulcsmegszakítón keresztül, hogy zárt elektromos áramkört képezzen, és a szekunder tekercs egyszerre elektromosan vezető tekercs és mágneses áramkör, míg a primer tekercs menetei a szekunder tekercs menetein kívül helyezkednek el úgy, hogy mindkét tekercs egy emelőtranszformátort képez, amelyben a szekunder tekercs egy emelőtranszformátor indukciós tekercse, amely elektromos vezetőképességet biztosít külső szigetelőréteggel szigetelt elektromos acél szalag, egyúttal a primer tekercs magjaként is működik, az emf-et vezetők segítségével távolítják el , amelyek elektromosan csatlakoznak a másodlagos tekercsszalag végeihez, és a megszakítókulcs időszakos működése miatt érhetők el.

2. Az 1. igénypont szerinti impulzusgenerátor emf önindukció, azzal jellemezve, hogy a primer tekercs réz- vagy alumíniumvezetőből van.

3. Az 1. igénypont szerinti impulzusgenerátor emf önindukció, azzal jellemezve, hogy a primer tekercs három menetes.

4. Az 1. igénypont szerinti impulzusgenerátor emf önindukció, azzal jellemezve, hogy a kisfeszültségű akkumulátor 12-24 V-ra van kialakítva, és egyenáram forrása.

5. Az 1. igénypont szerinti impulzusgenerátoros emf önindukció, azzal jellemezve, hogy a kulcs-megszakító periodikus működése 50 Hz-es váltóáramú ipari frekvenciával történik.

6. Az 1. igénypont szerinti önindukciós impulzusgenerátor, azzal jellemezve, hogy a számított önindukciós emf-et az áramkör geometriája és a primer tekercs magjának mágneses tulajdonságai biztosítják.

7. Az 1. igénypont szerinti impulzusgenerátor emf önindukció, azzal jellemezve, hogy az áramkör alakja kerek, legalább 150 mm átmérőjű.

Elektromágneses indukció - elektromos áramok generálása mágneses mezők által, amelyek idővel változnak. Ennek a jelenségnek Faraday és Henry felfedezése bizonyos szimmetriát vezetett be az elektromágnesesség világába. Maxwellnek az egyik elméletben sikerült tudást gyűjtenie az elektromosságról és a mágnesességről. Kutatásai megjósolták a létezést elektromágneses hullámok kísérleti megfigyelések előtt. A Hertz bebizonyította létezésüket, és megnyitotta a távközlés korszakát az emberiség előtt.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-14-210x140..jpg 614w

Faraday kísérletei

Faraday és Lenz törvényei

Az elektromos áramok mágneses hatást keltenek. Lehetséges, hogy egy mágneses mező elektromosat generál? Faraday felfedezte, hogy a kívánt hatások a mágneses tér időbeli változásai miatt jelentkeznek.

Ha egy vezetőt váltakozó mágneses fluxus keresztez, abban elektromotoros erő indukálódik, ami elektromos áramot okoz. Az áramot előállító rendszer lehet állandómágnes vagy elektromágnes.

Az elektromágneses indukció jelenségét két törvény szabályozza: Faraday és Lenz.

A Lenz-törvény lehetővé teszi, hogy az elektromotoros erőt annak irányában jellemezzük.

Fontos! Az indukált emf iránya olyan, hogy az általa előidézett áram hajlamos szembeszállni az azt létrehozó okkal.

Faraday észrevette, hogy az indukált áram intenzitása növekszik, ha az áramkört áthaladó mezővonalak száma gyorsabban változik. Más szóval, az elektromágneses indukció EMF-je közvetlenül függ a mozgás sebességétől mágneses fluxus.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/2-10-768x454..jpg 960w

EMF indukció

Az indukciós emf képlet a következőképpen definiálható:

E \u003d - dF / dt.

A "-" jel azt mutatja, hogy az indukált emf polaritása hogyan függ össze a fluxus előjelével és a változó sebességgel.

Megkapjuk az elektromágneses indukció törvényének általános megfogalmazását, amelyből az adott esetekre vonatkozó kifejezések származtathatók.

A vezeték mozgása mágneses térben

Ha egy l hosszúságú vezeték B indukciójú mágneses térben mozog, akkor EMF indukálódik benne, arányos v lineáris sebességével. Az EMF kiszámításához a következő képletet kell használni:

a vezető mágneses tér irányára merőleges mozgása esetén:

E \u003d - B x l x v;

eltérő α szögben történő mozgás esetén:

E \u003d - B x l x v x sin α.

Az indukált emf és az áram abba az irányba lesz irányítva, amelyet a szabály segítségével találunk jobb kéz: Ha a kezét merőlegesen helyezi a mágneses erővonalakra, és hüvelykujjával a vezető mozgásának irányába mutat, a maradék négy kiegyenesedett ujjal megtudhatja az EMF irányát.

Jpg?x15027" alt="(!LANG: Vezeték mozgatása MP-ben" width="600" height="429">!}

Vezeték mozgatása MP-ben

Forgó tekercs

Az elektromos áramfejlesztő működése az MP-ben lévő áramkör forgásán alapul, amelynek N fordulata van.

EMF indukálódik az elektromos áramkörben, amikor a mágneses fluxus áthalad rajta, a Ф = B x S x cos α mágneses fluxus definíciójának megfelelően (a mágneses indukció szorozva azzal a felülettel, amelyen az MP áthalad, és a mágneses fluxus koszinuszával). a B vektor és az S síkra merőleges egyenes által alkotott szög).

A képletből az következik, hogy F a következő esetekben változhat:

az MF intenzitása változik - a B vektor;
a körvonal által határolt terület változik;
a köztük lévő, a szög által adott tájolás megváltozik.

Faraday első kísérleteiben a B mágneses tér megváltoztatásával indukált áramokat kaptak. Azonban lehetséges az EMF előidézése a mágnes mozgatása vagy az áramerősség megváltoztatása nélkül, hanem egyszerűen a tekercs tengelye körüli forgatásával a mágneses térben. Ebben az esetben a mágneses fluxus az α szög változása miatt változik. A tekercs forgás közben keresztezi az MP vonalait, emf keletkezik.

Ha a tekercs egyenletesen forog, ez a periodikus változás a mágneses fluxus periodikus változását eredményezi. Vagy a másodpercenként keresztezett MF erővonalak száma egyenlő időközönként egyenlő értékeket vesz fel.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/4-10-768x536..jpg 900w

Kontúrforgatás MP-ben

Fontos! Az indukált emf az orientációval idővel pozitívról negatívra változik, és fordítva. Az EMF grafikus ábrázolása szinuszos vonal.

Az elektromágneses indukció EMF képletére a következő kifejezést használjuk:

E \u003d B x ω x S x N x sin ωt, ahol:

S az egy fordulattal vagy kerettel korlátozott terület;
N a fordulatok száma;
ω az a szögsebesség, amellyel a tekercs forog;
B – MF indukció;
α = ωt szög.

A gyakorlatban a generátorokban gyakran a tekercs mozdulatlan marad (állórész), és az elektromágnes forog körülötte (rotor).

EMF önindukció

Amikor áthalad a tekercsen váltakozó áram, változó mágneses teret hoz létre, amelynek változó mágneses fluxusa EMF-et indukál. Ezt a hatást önindukciónak nevezik.

Mivel az MP arányos az áram intenzitásával, akkor:

ahol L a geometriai mennyiségekkel meghatározott induktivitás (H): a menetek száma egységnyi hosszon és keresztmetszetük méretei.

Az indukciós emf esetében a képlet a következőképpen alakul:

E \u003d - L x dI / dt.

Kölcsönös indukció

Ha két tekercs van egymás mellett, akkor kölcsönös indukciós EMF indukálódik bennük, mindkét áramkör geometriájától és egymáshoz viszonyított orientációjától függően. Az áramkörök szétválasztásának növekedésével a kölcsönös induktivitás csökken, mivel az őket összekötő mágneses fluxus csökken.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/5-5.jpg 680w

Kölcsönös indukció

Legyen két tekercs. Egy N1 menetű tekercs vezetékén keresztül az I1 áram folyik, ami egy MF-et hoz létre, amely N2 fordulattal halad át a tekercsen. Azután:

A második tekercs kölcsönös induktivitása az elsőhöz képest:

M21 = (N2 x F21)/I1;

Mágneses fluxus:

F21 = (M21/N2) x 11;

Keresse meg az indukált emf-et:

E2 = - N2 x dФ21/dt = - M21x dl/dt;

Az EMF azonos módon indukálódik az első tekercsben:

E1 = -M12 x dl2/dt;

Fontos! Az egyik tekercsben a kölcsönös induktivitás által okozott elektromotoros erő mindig arányos a másik tekercs elektromos áramának változásával.

A kölcsönös induktivitás egyenlőnek tekinthető:

M12 = M21 = M.

Ennek megfelelően E1 = -MxdI2/dt és E2 = MxdI1/dt.

M = K √ (L1 x L2),

ahol K a csatolási együttható két induktivitás között.

A kölcsönös induktivitás jelenségét transzformátorokban használják - olyan elektromos eszközökben, amelyek lehetővé teszik a váltakozó elektromos áram feszültségének értékét. A készülék két tekercsből áll egy mag köré. Az elsőben lévő áram változó mágneses teret hoz létre a mágneses körben, és elektromos áramot a másik tekercsben. Ha az első tekercs fordulatszáma kisebb, mint a másiké, a feszültség nő, és fordítva.

Ezt a jelenséget önindukciónak nevezik. (A fogalom a kölcsönös indukció fogalmához kapcsolódik, lévén annak egy speciális esete).

Az önindukció EMF iránya mindig olyan, hogy amikor az áramkörben az áram növekszik, az önindukció EMF megakadályozza ezt a növekedést (az áram ellen irányul), és amikor az áram csökken, akkor csökken (co -árammal irányított). Ezzel a tulajdonsággal az önindukció EMF-je hasonló a tehetetlenségi erőhöz.

Az önindukció EMF értéke arányos az áram változási sebességével:

Az arányossági tényezőt ún önindukciós együttható vagy induktivitásáramkör (tekercs).

Önindukció és szinuszos áram

A tekercsen átfolyó áram időbeli szinuszos függése esetén a tekercsben lévő önindukciós EMF a fázisáramtól (azaz 90 °-kal) lemarad, és ennek az EMF-nek az amplitúdója arányos az áramerősséggel. amplitúdó, frekvencia és induktivitás (). Hiszen egy függvény változási sebessége az első deriváltja, és .

Induktív elemeket tartalmazó, többé-kevésbé bonyolult áramkörök, azaz fordulatok, tekercsek stb. olyan eszközök kiszámítására, amelyekben önindukció figyelhető meg, (különösen a teljesen lineáris, azaz nem-lineáris elemeket nem tartalmazó) szinuszos áramok esetén, ill. feszültségeknél a komplex impedanciák módszerét alkalmazzák, vagy többen egyszerű esetek, ennek kevésbé erőteljes, de vizuálisabb változata a vektordiagramok módszere.

Megjegyzendő, hogy mindaz, amit leírtunk, nemcsak közvetlenül szinuszos áramokra és feszültségekre vonatkozik, hanem gyakorlatilag tetszőlegesekre is, mivel ez utóbbiak szinte mindig kiterjeszthetők soros vagy Fourier-integrálra, és így szinuszosra redukálhatók.

Ezzel többé-kevésbé közvetlen összefüggésben megemlíthető az önindukció (és ennek megfelelően az induktorok) jelenségének alkalmazása különböző oszcillációs áramkörök, szűrők, késleltető vonalak és egyéb különféle elektronikai és elektrotechnikai áramkörök.

Önindukció és áramlökés

Az EMF-forrással rendelkező elektromos áramkörben az önindukció jelensége miatt, amikor az áramkör zárva van, az áram nem azonnal jön létre, hanem egy idő után. Hasonló folyamatok fordulnak elő az áramkör nyitásakor, miközben (éles nyitással) az önindukciós EMF értéke ebben a pillanatban jelentősen meghaladhatja a forrás EMF értékét.

Leggyakrabban be hétköznapi élet autók gyújtótekercsében használják. A tipikus gyújtási feszültség 12 V akkumulátorfeszültség mellett 7-25 kV. Azonban az EMF többlet a kimeneti áramkörben az akkumulátor EMF-jéhez képest nemcsak az áram éles megszakításának, hanem az átalakítási aránynak is köszönhető, mivel leggyakrabban nem egy egyszerű tekercset használnak. , hanem egy transzformátor tekercs, amelynek szekunder tekercsének általában sokszor van nagy mennyiség fordulat (azaz a legtöbb esetben az áramkör valamivel bonyolultabb, mint az, amelynek működése az önindukcióval teljes mértékben megmagyarázható; működésének fizikája azonban ebben a változatban részben egybeesik egy áramkör működésének fizikájával egyszerű tekercs segítségével).

Ez a jelenség a gyújtásra is vonatkozik fénycsövek szabványban hagyományos minta(itt beszélgetünk konkrétan egy egyszerű tekercses áramkörről - fojtótekercs).

Ezenkívül az érintkezők nyitásakor mindig figyelembe kell venni, ha az áram észrevehető induktivitású a terhelésen keresztül: az ebből eredő EMF-ugrás az érintkezők közötti rés meghibásodásához és/vagy egyéb nemkívánatos hatásokhoz vezethet, amelyek elnyomják. amely ebben az esetben rendszerint különféle speciális intézkedések megtételére van szükség.

Megjegyzések

Linkek

Az önindukcióról és a kölcsönös indukcióról a Villanyszerelő Iskolából

Wikimédia Alapítvány. 2010 .

Bourdon, Robert Gregory
Juan Amar

Nézze meg, mi az "önindukció" más szótárakban:

önindukció- önindukció... Helyesírási szótár

ÖNINDUKCIÓ- indukciós emf előfordulása egy vezető áramkörben, amikor az áramerősség megváltozik benne; elektromágneses indukció speciális esetei. Amikor az áramkörben az áramerősség megváltozik, a mágneses fluxus megváltozik. indukció a kontúr által határolt felületen keresztül, aminek eredményeként ... Fizikai Enciklopédia

ÖNINDUKCIÓ- az indukciós elektromotoros erő (emf) gerjesztése egy elektromos áramkörben, amikor az áramkörben az elektromos áram megváltozik; különleges eset elektromágneses indukció. Az önindukció elektromotoros ereje egyenesen arányos az áram változási sebességével; ... ... Nagy enciklopédikus szótár

ÖNINDUKCIÓ- ÖNINDUKCIÓ, önindukció, nőknek. (fizikai). 1. csak egységek Az a jelenség, hogy amikor egy vezetőben áram változik, abban elektromotoros erő jelenik meg, amely megakadályozza ezt a változást. Önindukciós tekercs. 2. Olyan készülék, amelyik ...... Szótár Ushakov

ÖNINDUKCIÓ- (Önindukció) 1. Induktív ellenállású eszköz. 2. Az a jelenség, hogy amikor az elektromos áram nagysága és iránya megváltozik egy vezetőben, olyan elektromotoros erő lép fel benne, amely megakadályozza ezt ... ... Tengerészeti szótár

ÖNINDUKCIÓ- az elektromotoros erő irányítása a vezetékekben, valamint az elektromos tekercsekben. gépek, transzformátorok, készülékek és műszerek, amikor megváltoztatják a rajtuk átfolyó elektromos áram nagyságát vagy irányát. jelenlegi. A vezetékeken és tekercseken átfolyó áram körülöttük képződik ... ... Műszaki vasúti szótár

önindukció- elektromágneses indukció, amelyet az áramkörbe kapcsolódó mágneses fluxus változása okoz, az ebben az áramkörben lévő elektromos áram következtében... Forrás: ELEKTROTEHNIKA. AZ ALAPVETŐ FOGALMAK KIFEJEZÉSE ÉS MEGHATÁROZÁSAI. GOST R 52002 2003 (jóváhagyva ...... Hivatalos terminológia

önindukció- főnév, szinonimák száma: 1 elektromotoros erő gerjesztés (1) ASIS szinonim szótár. V.N. Trishin. 2013... Szinonima szótár

önindukció- Elektromágneses indukció, amelyet az áramkörrel összekapcsolódó mágneses fluxus változása okoz, az ebben az áramkörben lévő elektromos áram következtében. [GOST R 52002 2003] EN önindukciós elektromágneses indukció egy áramcsőben a változások miatt… … Műszaki fordítói kézikönyv

ÖNINDUKCIÓ- az elektromágneses indukció speciális esete (lásd (2)), amely egy áramkörben indukált (indukált) EMF fellépéséből és az ugyanabban az áramkörben folyó változó áram által létrehozott mágneses tér időbeli változásából áll. .. ... Nagy Politechnikai Enciklopédia

Könyvek

Asztalkészlet. Fizika. Elektrodinamika (10 táblázat), . 10 lapos oktatóalbum. Elektromosság, áramerősség. Ellenállás. Ohm törvénye egy áramköri szakaszra. A vezető ellenállásának függése a hőmérséklettől. Vezetékes csatlakozás. EMF. Ohm törvénye…

ÖNINDUKCIÓ

Minden egyes vezető, amelyen keresztül áramlik. az áram a saját mágneses terében van.

Amikor az áramerősség változik a vezetőben, megváltozik az m.tér, azaz. az áram által keltett mágneses fluxus megváltozik. A mágneses fluxus változása örvényképződés kialakulásához vezet el. mező és indukciós emf jelenik meg az áramkörben.

Ezt a jelenséget önindukciónak nevezik.
Önindukció - az EMF-indukció előfordulásának jelensége e-mailben. áramkör az áramerősség változása következtében.
A kapott emf-et ún EMF önindukció

Az áramkör lezárása

Záráskor az el. az áramkörben növekszik az áram, ami a mágneses fluxus növekedését okozza a tekercsben, elektromos örvény keletkezik. az árammal szemben irányított mező, azaz. a tekercsben önindukciós EMF lép fel, ami megakadályozza az áram emelkedését az áramkörben (az örvénytér lelassítja az elektronokat).
Ennek eredményeként L1 később világít, mint az L2.

Nyitott áramkör

Az elektromos áramkör kinyitásakor csökken az áramerősség, csökken a tekercsben az m.áramlás, megjelenik egy örvény elektromos tér, amely áramként irányít (azonos áramerősség fenntartására hajlamos), pl. A tekercsben megjelenik egy öninduktív emf, amely fenntartja az áramkörben lévő áramot.
Ennek eredményeként az L kikapcsolt állapotban fényesen villog.

Következtetés

az elektrotechnikában az önindukció jelensége az áramkör zárásakor (az elektromos áram fokozatosan növekszik) és az áramkör nyitásakor (az elektromos áram nem tűnik el azonnal).

Mitől függ az önindukció EMF-je?

Email Az áram saját mágneses terét hozza létre. Az áramkörön áthaladó mágneses fluxus arányos a mágneses tér indukciójával (Ф ~ B), az indukció arányos a vezetőben lévő áramerősséggel
(B ~ I), ezért a mágneses fluxus arányos az áramerősséggel (Ф ~ I).
Az önindukció EMF az e-mailben lévő áramerősség változási sebességétől függ. áramkörök, a vezető tulajdonságaitól
(méret és forma), valamint annak a közegnek a relatív mágneses permeabilitását, amelyben a vezető található.
Önindukciós együtthatónak vagy induktivitásnak nevezzük azt a fizikai mennyiséget, amely megmutatja az önindukciós EMF függését a vezető méretétől és alakjától, valamint a környezettől, amelyben a vezető található.

Induktivitás - fizikai. számszerűen megegyező érték az önindukció EMF-jével, amely akkor lép fel az áramkörben, ha az áramerősség 1 amperrel 1 másodperc alatt megváltozik.
Ezenkívül az induktivitás kiszámítható a következő képlettel:

ahol F az áramkörön áthaladó mágneses fluxus, I az áramerősség az áramkörben.

Induktivitás mértékegységei SI rendszerben:

A tekercs induktivitása a következőktől függ:
a fordulatok számát, a tekercs méretét és alakját, valamint a közeg relatív mágneses permeabilitását
(lehetséges mag).

Az önindukciós EMF megakadályozza az áramerősség növekedését az áramkör bekapcsolásakor és az áramerősség csökkenését az áramkör nyitásakor.

Az árammal rendelkező vezető körül mágneses mező van, amelynek energiája van.
Honnan származik? Az aktuális forrás az el. lánc, energiaraktárral rendelkezik.
E-mail zárásakor. Az áramkörben az áramforrás energiája egy részét arra fordítja, hogy leküzdje az önindukciós EMF hatását. Az energia ezen része, amelyet az áram önenergiájának neveznek, mágneses mező kialakításához megy.

A mágneses mező energiája az saját jelenlegi energiája.
Az áram önenergiája számszerűen megegyezik azzal a munkával, amelyet az áramforrásnak el kell végeznie az önindukciós EMF leküzdése érdekében, hogy áramot hozzon létre az áramkörben.

Az áram által létrehozott mágneses tér energiája egyenesen arányos az áramerősség négyzetével.
Hol tűnik el a mágneses tér energiája az áram leállása után? - kiemelkedik (egy kellően nagy áramerősségű áramkör nyitásakor szikra vagy ív keletkezhet)

KÉRDÉSEK AZ ELLENŐRZÉSI MUNKÁHOZ
az "Elektromágneses indukció" témában

1. Soroljon fel 6 módot az indukciós áram elérésére!
2. Az elektromágneses indukció jelensége (definíció).
3. Lenz-szabály.
4. Mágneses fluxus (definíció, rajz, képlet, bejövő mennyiségek, mértékegységeik).
5. Az elektromágneses indukció törvénye (definíció, képlet).
6. Az örvény elektromos tér tulajdonságai.
7. Egyenletes mágneses térben mozgó vezető indukciójának EMF-je (megjelenés oka, rajz, képlet, bemeneti értékek, mértékegységeik).
7. Önindukció (rövid megnyilvánulás az elektrotechnikában, meghatározás).
8. Az önindukció EMF-je (működése és képlete).
9. Induktivitás (definíció, képletek, mértékegységek).
10. Az áram mágneses mezőjének energiája (az a képlet, ahonnan az áram m. mezőjének energiája megjelenik, ahonnan az áram leállásakor eltűnik).

A vezetőn áthaladó elektromos áram mágneses teret hoz létre körülötte. A Ф mágneses fluxus az áramkörön keresztül ebből a vezetőből arányos az áramkörön belüli mágneses mező B indukciós moduljával, a mágneses tér indukciója pedig arányos a vezetőben lévő áramerősséggel. Ezért az áramkörön áthaladó mágneses fluxus egyenesen arányos az áramkörben lévő áramerősséggel:

Az áramkörben lévő I áramerősség és az ezen áram által létrehozott F mágneses fluxus közötti arányossági együtthatót induktivitásnak nevezzük. Az induktivitás függ a vezető méretétől és alakjától, a mágneses tulajdonságok a környezet, amelyben a vezető található.

Az induktivitás mértékegysége.

induktivitás egységenként nemzetközi rendszer elfogadott henry Ezt a mértékegységet az (55.1) képlet alapján határozzák meg:

Az áramkör induktivitása egyenlő, ha 1 A egyenáram mellett az áramkörön áthaladó mágneses fluxus

Önindukció.

Amikor a tekercsben az áramerősség megváltozik, az áram által létrehozott mágneses fluxus megváltozik. A tekercsen áthatoló mágneses fluxus változása indukciós emf megjelenését okozza a tekercsben. Az EMF-indukció előfordulásának jelensége

Az elektromos áramkört az áramerősség változása következtében önindukciónak nevezzük.

A Lenz-szabálynak megfelelően az önindukciós EMF megakadályozza az áramerősség növekedését az áramkör bekapcsolásakor és az áramerősség csökkenését, amikor az áramkört kikapcsolják.

Az önindukció jelenségét úgy figyelhetjük meg, hogy egy nagy induktivitású tekercsből, egy ellenállásból, két egyforma izzólámpából és egy áramforrásból elektromos áramkört szerelünk össze (197. ábra). Az ellenállásnak ugyanilyennek kell lennie elektromos ellenállás valamint tekercshuzal. A tapasztalat azt mutatja, hogy az áramkör zárásakor a tekercssel sorba kapcsolt elektromos lámpa valamivel később világít, mint az ellenállással sorba kapcsolt lámpa. A tekercs áramkörében a záráskor bekövetkező áramnövekedést megakadályozza az önindukciós EMF, amely a tekercs mágneses fluxusának növekedésével lép fel. Az áramforrás kikapcsolásakor mindkét lámpa villog. Ebben az esetben az áramkörben lévő áramot az önindukció EMF támogatja, amely akkor következik be, amikor a tekercs mágneses fluxusa csökken.

Az elektromágneses indukció törvénye szerinti induktivitású tekercsben keletkező önindukciós EMF egyenlő

Az önindukció EMF egyenesen arányos a tekercs induktivitásával és a tekercsben lévő áramerősség változási sebességével.

Az (55.3) kifejezés segítségével megadhatjuk az induktivitás mértékegységének egy második definícióját: egy elektromos áramkör elemének van induktivitása abban az esetben, ha az áramerősség 1 A-val 1 s-on keresztül egyenletesen változik, az EMF 1 V önindukció lép fel benne.

A mágneses tér energiája.

Amikor az induktort leválasztják az áramforrásról, a tekercssel párhuzamosan csatlakoztatott izzólámpa rövid villanást ad. Az áramkörben lévő áram önindukciós EMF hatására keletkezik. Az elektromos áramkörben ilyenkor felszabaduló energiaforrás a tekercs mágneses tere.

Az induktor mágneses terének energiája a következő módon számítható ki. A számítás egyszerűsítése érdekében vegyük figyelembe azt az esetet, amikor a tekercsnek a forrásról való leválasztása után az áramkörben lévő áram idővel egy lineáris törvény szerint csökken. Ebben az esetben az önindukció EMF-jének állandó értéke egyenlő