Շրջանակում ինքնաինդուկցիայի Էմֆ. Ո՞րն է ինքնահոսքի EMF-ը

Գյուտը վերաբերում է էլեկտրատեխնիկային, մասնավորապես, ինդուկցիոն հոսանքի գեներատորների նախագծմանը և կարող է օգտագործվել էլեկտրամագնիսական կայանքներում և էլեկտրական մեքենաներում, ինչպիսիք են շարժիչները, գեներատորները, տրանսֆորմատորները, մասնավորապես, որպես բարձրացնող տրանսֆորմատոր: Տեխնիկական արդյունքը կայանում է նրանում, որ ելքի վրա emf-ը մեծացնում է երկրորդական ոլորուն վրա իմպուլսային լարման կիրառմամբ և երկրորդային ոլորուն դիզայնի ներդրմամբ, որը թույլ կտա ուղղակիորեն հեռացնել առաջացող իմպուլսային լարումը գեներատորից և միևնույն ժամանակ առաջնայինի ընդհանուր հզորությունը: և երկրորդական ոլորուններ: 6 w.p. f-ly, 2 հիվանդ.

Գծագրեր ՌԴ արտոնագրի 2524387

Գյուտը վերաբերում է էլեկտրատեխնիկային, մասնավորապես իմպուլսային ինդուկցիոն հոսանքի գեներատորների նախագծմանը:

Այս գյուտի նպատակն է իմպուլսային ինքնաինդուկցիոն EMF գեներատորի օգտագործումը տարբեր էլեկտրամագնիսական կայանքների և էլեկտրական մեքենաների իմպուլսային էներգիայի մատակարարման համար, ինչը հնարավորություն է տալիս զգալիորեն ընդլայնել իմպուլսային էներգիայի աղբյուրների զինանոցը: Նախկին արվեստը հայտնի «Ինդուկցիոն համաժամանակյա գեներատոր», Application RU 9811934 7, publ. 09/10/2000, IPC H02K 21/14, օգտագործելով ստատորի ոլորուն հոսանքները, որոնց խարիսխի վրա հոսանքները պուլսում են, և ինդուկտորը (ռոտորը), որը պատրաստված է պաշտպանված մագնիսական դաշտըստատորի արմատուրայի ոլորուն հոսանքներ. Թույլ է տալիս ընդլայնել գեներատորի աշխատանքային ռեժիմները: Այնուամենայնիվ, գեներատորը պարունակում է պտտվող մասեր, և, հետևաբար, այն ունի նման գեներատորների բոլոր թերությունները, այսինքն. Էլեկտրաէներգիայի միացման հետ կապված խնդիրները չեն լուծվում։ Առաջարկվող նախագծում անհնար է ստանալ անհրաժեշտ բարձր լարումը:

Հայտնի «Էլեկտրական էներգիայի գեներատոր», դիմում RU 9402533 5, հրապարակ. 06/10/1996, IPC H02K 19/16, որը պարունակում է կոմպոզիտային օղակաձև ոլորուն միջուկով, ինդուկցիոն կծիկով և գրգռման ոլորունով: Թույլ է տալիս բարձրացնել էլեկտրաէներգիայի գեներատորի աշխատանքը, նվազեցնել ստատորի ոլորման ինդուկտիվ դիմադրությունը, նվազեցնել ծախսերը մեխանիկական աշխատանքերբ մեխանիկական էներգիան վերածում են էլեկտրական էներգիայի և բարձրացնում արդյունավետությունը: Այնուամենայնիվ, գեներատորը, ելնելով նախագծային առանձնահատկություններից, թույլ չի տալիս օգտագործել ինքնաինդուկցիոն EMF: Գեներատորը պարունակում է պտտվող մասեր, և, հետևաբար, այն ունի նման գեներատորների բոլոր թերությունները, այսինքն. Էլեկտրաէներգիայի միացման հետ կապված խնդիրները չեն լուծվում։

Հայտնի է օգտակար մոդել«Համակցված էլեկտրամագնիսական ոլորուն», արտոնագիր RU 96443, հրապարակ. 27/07/2010, IPC H01F 5/00, որի մեջ կան երկու կամ ավելի հաղորդիչներ՝ կապարներով, և հաղորդիչները բաժանված են դիէլեկտրիկով: Թույլ է տալիս ընդլայնել գործողության ռեժիմները: Այնուամենայնիվ, երկու հաղորդիչներն էլ օգտագործվում են որպես առաջնային ոլորուն, չկա բարձր լարման երկրորդական ոլորուն, ինչը թույլ չի տալիս ոլորուն օգտագործել բարձր լարման տրանսֆորմատորներում, ինչպես նաև չի ապահովում ինդուկցիոն EMF-ի հեռացումը և օգտագործումը երկրորդական ոլորունից:

Գյուտի ամենամոտ կիրառումը «Էլեկտրական էներգիա արտադրող ինդուկտիվ-ստատիկ մեթոդ և դրա իրականացման սարք» է, RU 2004124018, հրապարակ. 01/27/2006, IPC H01F 1/00, ըստ որի կան առաջնային և երկրորդային ոլորուններ, որոնք կազմում են ինդուկտոր՝ ազատ մագնիսական էներգիայի անցումով դեպի ինդուկտիվ կախված վիճակի, իսկ ինդուկցիայի EMF-ն առաջանում է և մագնիսական հոսքի խտությունը ստացվում է աճին համաչափ էլեկտրական հոսանք. Թույլ է տալիս օգտագործել երկրորդական ոլորուն՝ ինդուկտիվությամբ, որը փոքր է մագնիսական հոսքի խտացման քանակով, ինչը ապահովում է համաչափ խտացում և գեներատորի էլեկտրական հզորության ավելացում: Մեթոդը օգտագործում է ինդուկցիոն և, միևնույն ժամանակ, գեներացիայի ստատիկ մեթոդներ: Այնուամենայնիվ, գեներատորի երկրորդական ոլորման նախագիծը չի առաջարկվել, ինչը թույլ է տալիս ուղղակիորեն հեռացնել գեներատորից առաջացած իմպուլսային լարման և ինքնաինդուկցիոն EMF հոսանքը:

Բացի այդ, ամենամոտ լուծումը դասականն է միացման դիագրամցուցադրական փորձերի համար էլեկտրամագնիսական ինդուկցիաերբ միացումը բացվում է. Այս սխեման (սարքը) ֆունկցիոնալորեն ինքնաինդուկցիոն EMF իմպուլսային գեներատոր է: Վերոգրյալի հետ կապված, որպես նախատիպ ընդունում ենք գծագրում ցուցադրված ինստալացիան - նկ.424 էջ 231, դասագիրք՝ Ֆիզիկայի դասընթաց, մաս երկրորդ, խմբ. «Նաուկա», Մոսկվա 1970 Հեղինակներ՝ Լ.Ս. Ժդանովը, Վ.Ա. Մարանջան.

Այնուամենայնիվ, դասական սխեմայում հիմնականը էլեկտրական պողպատԿառուցվածքային առումով այն ի վիճակի չէ սարքում միաժամանակ կատարել երկու գործառույթ՝ էլեկտրահաղորդիչ ոլորուն և դասական, ինչպես Նկար 424-ի նախատիպում, մագնիսական միացում, այսինքն՝ ինդուկցիոն կծիկի միջուկը (M): Նախատիպը թույլ չի տալիս ուղղակիորեն հեռացնել և օգտագործել ինքնաինդուկցիոն EMF-ը, որը տեղի է ունենում դասական ինդուկցիոն կծիկի միջուկում:

Առաջարկվող գյուտի նպատակն է իմպուլսային լարումների օգտագործումը և գեներատորի երկրորդական ոլորման նախագծման իրականացումը, որը թույլ կտա ուղղակիորեն հեռացնել գեներատորից ստացված իմպուլսային լարումը:

Տեխնիկական արդյունքը, որը տալիս է առաջարկվող տեխնիկական լուծումը, էլեկտրաէներգիայի իմպուլսային արտադրության և փոխակերպման միջոցների զինանոցի զգալի ընդլայնումն է։ Պնդեց տեխնիկական արդյունքտրամադրվում է այն պատճառով, որ ինքնաինդուկցիոն EMF իմպուլսային գեներատորը կառուցվածքայինորեն նախագծված է միաֆազ բարձրացող տրանսֆորմատորի առաջնային և երկրորդային ոլորունների տեսքով ստանդարտով տեխնիկական կատարումը(հաշվի առնելով այն հանգամանքը, որ երկրորդական ոլորուն և՛ ֆունկցիոնալորեն էլեկտրական հաղորդիչ է, և՛ մագնիսական միացում, առաջարկվում է ներկայացված դիզայնը դիտարկել որպես ամենապարզ ինդուկցիոն կծիկ՝ միջուկով, որը նախատեսված է պարուրաձև կծիկի տեսքով՝ հեռացնելու հնարավորությամբ։ դրանից ինքնաինդուկցիոն EMF) և դրանք հագեցած են երկու կամ ավելի հաղորդիչներով, որոնք առանձնացված են դիէլեկտրիկով և յուրաքանչյուր հաղորդիչ ունի տերմինալներ: Գեներատորը տարբերվում է նրանով, որ ցածր լարման առաջնային ոլորուն (հաղորդիչը) պատրաստված է պարուրաձև ժապավենից և ունի առնվազն 2 պտույտ սերտորեն փաթաթված կամ փոքր բացվածքով, շրջադարձ դեպի շրջադարձ, ոլորուն ժապավենը պատրաստված է 120-ից 200 մմ լայնությամբ: և հաստությունը 1-ից 2 մմ; Բարձր լարման երկրորդական ոլորուն (հաղորդիչը) նույնպես պարուրաձև ժապավենից է, ոլորուն ժապավենը պատրաստված է էլեկտրական պողպատից, որը պատված է էլեկտրական մեկուսիչով և ունի առնվազն 100 պտույտ սերտորեն կամ փոքր բացվածքով, պտտվել, ժապավենը պատրաստված է: 120-ից 200 մմ լայնությամբ և 0,1 մմ-ից ոչ ավելի հաստությամբ: Առաջնային ոլորուն էլեկտրականորեն միացված է ցածր լարման պահեստային մարտկոցին անջատիչի միջոցով՝ ձևավորելով փակ էլեկտրական միացում, որտեղ երկրորդական ոլորուն և՛ էլեկտրական հաղորդիչ ոլորուն է, և՛ մագնիսական միացում: Այս դեպքում առաջնային ոլորուն պտույտները տեղակայված են երկրորդական ոլորուն պտույտներից դուրս այնպես, որ երկու ոլորուններն էլ ձևավորեն բարձրացող տրանսֆորմատոր, որի դեպքում երկրորդական ոլորուն բարձր լարման տրանսֆորմատորի ինդուկցիոն կծիկ է, որն ապահովում է էլեկտրականություն: հաղորդունակությունը էլեկտրական պողպատե ժապավենի շնորհիվ, որը մեկուսացված է արտաքին մեկուսացման շերտով և, միևնույն ժամանակ, կատարում է հիմնական ոլորման գործառույթը, EMF-ը հանվում է երկրորդական ոլորուն ժապավենի ծայրերին էլեկտրականորեն միացված հաղորդիչների միջոցով, և ստացվում է անջատիչի բանալու պարբերական աշխատանքի շնորհիվ, իսկ անջատիչի գործարկման հաճախականության շնորհիվ երկրորդական ոլորունում առաջացող իմպուլսային լարումը և հոսանքը տրամադրվում են բանաձևով.

որտեղ - որտեղ L-ը շղթայի ինդուկտիվությունն է կամ շղթայում հոսանքի ուժի փոփոխության արագության և ստացվող ինքնաինդուկցիայի EMF-ի համաչափության գործակիցը,

- էլեկտրական միացումում ընթացիկ ուժի փոփոխության արագությունը

Առանձին դեպքերում առաջնային ոլորուն կարող է պատրաստվել պղնձե կամ ալյումինե հաղորդիչից, այն կարող է ունենալ 3 կամ ավելի պտույտ, պտույտների քանակը սահմանափակվում է տրանսֆորմատորի հարաբերակցությամբ. առաջնային ոլորուն շրջադարձերի, որը որոշում է վերափոխման հարաբերակցությունը, այսինքն. որքանով է լարումը երկրորդական ոլորունում ավելի մեծ, քան առաջնայինում: Օրինակ, կուտակիչ մարտկոցցածր լարումը կարող է գնահատվել 12-24 վոլտ, և դա աղբյուր է ուղղակի հոսանք. Մասնավորապես, անջատիչի բանալու պարբերական շահագործումն իրականացվում է 50 Հց փոփոխական հոսանքի արդյունաբերական հաճախականությամբ: Այս դեպքում հաճախականությունները կարող են լինել տեխնիկապես ցանկացած հնարավոր իրականացման համար, բայց 50 Հց-ն ավելի լավ է, քանի որ ավելի հեշտ է այն փոխարկել կամ սպառել՝ օգտագործելով առկա ստանդարտ փոխարկիչները կամ էլեկտրական սարքերը: Երկրորդային ոլորուն մեջ ինքնաներդրման հաշվարկված EMF-ն ապահովվում է, մասնավորապես, շղթայի երկրաչափությամբ և մագնիսական հատկություններմիջուկը առաջնային ոլորման համար: Այսպիսով, այն կարող է պատրաստվել ուրվագծային ձևով, որը կլոր է 150 մմ կամ ավելի տրամագծով, ինչը կախված է փոխակերպման հարաբերակցությունից, որը որոշում է երկրորդական ոլորուն տրամագիծը՝ կախված օգտագործվող էլեկտրական պողպատի հաստությունից, կամ կլոր պարուրաձև ձև: Քանի որ երկրորդական ոլորունը բարձր լարման ոլորուն է և պատրաստված է էլեկտրական պողպատից, դա նշանակում է, որ դրա մագնիսական հատկությունները որոշվում են հենց նյութից (այսինքն՝ էլեկտրական պողպատի իրական մագնիսական հատկությունները):

Գյուտը առավել ընդհանրացված ձևով պատկերված է գծագրերում: կոնկրետ դիզայնչի սահմանափակվում գծագրերում ներկայացված մարմնավորումներով:

Նկար 1-ը ցույց է տալիս առաջնային և երկրորդային ոլորունների դասավորությունը և բանալին անջատիչով մարտկոցը:

Նկար 2-ը ցույց է տալիս բաժին Ա-Ամիացված երկրորդական և առաջնային ոլորունների երկայնքով:

Այս տեխնիկական լուծումը պատկերված է գծագրով, որը չի ներառում ներկայացված միացման դիագրամի բոլոր հնարավոր նախագծային տարբերակները:

Ինքնասինդուկցիայի EMF իմպուլսային գեներատորի սարքը ներկայացված է նկար 1-ում և 2-րդ նկարում (հատվածում), և այս սարքը կառուցվածքայինորեն պատրաստված է միաֆազ բարձրացող տրանսֆորմատորի տեսքով (և կառուցվածքային առումով ամենապարզ ինդուկցիան է: կծիկ), որը բաղկացած է առաջնային (1) պարուրաձև ժապավենի ոլորունից (պղնձե կամ ալյումինե հաղորդիչ), 2-3 պտույտ 1-2 մմ հաստությամբ, 120 մմ լայնությամբ, միացված ցածր լարման մարտկոցին (2) 12-24 Վ - ա. ուղղակի հոսանքի աղբյուր անջատիչի (3) միջոցով, որը կազմում է փակ էլեկտրական միացում:

Երկրորդական բարձր լարման պարուրաձև ժապավենային ոլորուն (4)՝ պատրաստված էլեկտրական պողպատից, որը պատված է էլեկտրական մեկուսացմամբ, ունի մի շարք պտույտներ 100 և ավելի, ժապավենի հաստությունը՝ 0,1 մմ, լայնությունը՝ 120 մմ։

Էլեկտրական պողպատից պատրաստված երկրորդական ոլորուն (4) կառույցում միաժամանակ կատարում է երկու գործառույթ՝ էլեկտրահաղորդիչ ոլորուն և մագնիսական միացում:

Որպես էլեկտրական հաղորդիչ, երկրորդական ոլորուն (4) բարձր լարման ինդուկցիոն կծիկն է բարձրացող տրանսֆորմատորի:

Որպես մագնիսական միացում, երկրորդական ոլորուն (4) հանդիսանում է դասական ինդուկցիոն կծիկի առաջնային ոլորման (2) միջուկը:

Միաֆազ բարձրացող տրանսֆորմատորի առաջնային (1) և երկրորդական (4) ոլորունները և հագեցած են երկու կամ ավելի հաղորդիչներով (5), երկրորդական ոլորուն հաղորդիչներն ունեն տերմինալ (6) - այսինքն. EMF-ը հանվում է երկրորդական ոլորուն ժապավենի ծայրերին էլեկտրականորեն միացված հաղորդիչների միջոցով (5, 6) և ստացվում է անջատիչի բանալին (3) պարբերական աշխատանքի շնորհիվ։ Ավելին, երկրորդական ոլորունում առաջացող հոսանքները հաշվարկվում են բանաձևով

որտեղ L-ը շղթայի ինդուկտիվությունն է կամ համաչափության գործակիցը առաջնային ոլորուն (1) շղթայում հոսանքի ուժի փոփոխության արագության և երկրորդային ոլորուն (2) ինքնաինդուկցիայի արդյունքում առաջացող EMF-ի միջև.

- առաջնային ոլորուն (1) էլեկտրական միացումում ընթացիկ ուժի փոփոխության արագությունը անջատիչի բանալին (3) շնորհիվ:

Բանալին անջատիչի (3) պարբերական շահագործումն իրականացվում է 50 Հց փոփոխական հոսանքի արդյունաբերական հաճախականությամբ: Երկրորդային ոլորունում (4) ինքնաինդուկցիայի հաշվարկված EMF-ն ապահովվում է երկրորդական ոլորուն (4) շղթայի երկրաչափությամբ և առաջնային ոլորուն (1) միջուկի (4) մագնիսական հատկություններով:

Առաջնային (1) և երկրորդական (4) ոլորուններով ստացված շղթայի ձևը, ներկայացված տարբերակում, պատրաստված է 150 մմ և ավելի կլոր տրամագծով:

Սարքը աշխատում է հետևյալ կերպ.

Երբ բանալին (3) փակում է առաջնային ոլորուն (1) էլեկտրական միացումը, առաջանում է մագնիսական դաշտ, որի էներգիան պահվում է երկրորդական ոլորուն (4) մագնիսական դաշտում:

Առաջնային ոլորուն (1) շղթայի բանալին (3) բացելով, ձևավորվում է նվազող հոսանք, որը, Լենցի կանոնի համաձայն, ձգտում է պահպանել երկրորդական ոլորուն (4) ինդուկցիայի ինդուկցիայի EMF-ը:

Արդյունքում, երկրորդային ոլորուն (4) մագնիսական դաշտում պահվող էներգիան վերածվում է առաջնային ոլորուն (1) ինքնաինդուկցիոն հոսանքի լրացուցիչ էներգիայի, որը սնուցում է երկրորդական ոլորուն (4) էլեկտրական միացումը։

Կախված երկրորդական ոլորուն (4) միացումում պահվող մագնիսական էներգիայի քանակից, ինքնաինդուկցիոն հոսանքի հզորությունը կարող է տարբեր լինել և որոշվում է հայտնի բանաձևով.

Այսպիսով, այս գյուտը հասնում է տեխնիկական արդյունքի, որը բաղկացած է նրանից, որ սարքի երկրորդական ոլորման դիզայնը, նյութը և երկակի ֆունկցիոնալությունը թույլ են տալիս հեռացնել և արդյունավետ օգտագործել ստացված ինքնաինդուկցիոն EMF-ը:

Առաջարկվողի արդյունաբերական կիրառելիությունը տեխնիկական լուծումհաստատվել է ընդհանուր կանոններֆիզիկա. Այսպիսով, ինքնադրսևորման ազդեցությունը նկարագրված է դասագրքում (Լ.Ս. Ժդանով, Վ.Ա. Մարանջյան, ֆիզիկայի դասընթաց միջին հատուկ հաստատություններ, մաս 2 հոսանք, խմբ. Երրորդ, կարծրատիպային, ֆիզիկական և մաթեմատիկական գրականության հիմնական հրատարակություն, Մ., 1970, էջ 231,232,233): Ինքնասինդուկցիան տեղի է ունենում, երբ միացումը բացվում է, այն ուղիղ համեմատական ​​է էլեկտրական միացումում ընթացիկ ուժի փոփոխության արագությանը: AT ավանդական սխեմաներԻնքնասինդուկցիայի երևույթը միշտ ուղեկցվում է կայծի ի հայտ գալով, որն առաջանում է շղթայի խզման կետում։ Քանի որ առաջարկվող նախագծում երկրորդական ոլորուն (4) էլեկտրական միացում չկա դրա նախագծման պատճառով, կախված այս միացումում պահվող մագնիսական էներգիայի քանակից, անջատման հոսանքը չի կայծում, այլ անցնում է առաջացած էներգիայի մեջ: . Այսպիսով, երկրորդական ոլորուն (4) նախագծում, երբ առաջնային ոլորուն (1) DC շղթան բացվում է, այս շղթայի մագնիսական դաշտում պահվող էներգիան վերածվում է ինքնաինդուկցիոն հոսանքի էներգիայի: երկրորդական ոլորուն միացում (4):

Քանի որ էլեկտրաշարժիչ ուժը (EMF) քանակն է աշխատանքին հավասարարտաքին ուժերը, մեր դեպքում, սա առաջնային կծիկի (1) փոփոխվող մագնիսական դաշտն է, որը վերաբերում է դրական լիցքի միավորին, սա EMF-ն է, որը գործում է շղթայում կամ դրա հատվածում, մեր դեպքում սա երկրորդականն է: ոլորուն (4): Արտաքին ուժերը կարող են բնութագրվել այն աշխատանքով, որը նրանք կատարում են շղթայի երկայնքով շարժվող լիցքերի վրա, և EMF-ի չափը համընկնում է ներուժի չափի հետ և չափվում է նույն միավորներով: Ուստի վեկտորային մեծությունը E կոչվում է նաև արտաքին ուժերի դաշտային ուժ։ Արտաքին ուժերի դաշտը մեր դեպքում առաջանում է առաջնային ոլորուն (1) փոփոխվող մագնիսական դաշտի պատճառով: Այսպիսով, փակ միացումում գործող EMF-ը կարող է սահմանվել որպես արտաքին ուժերի դաշտի ուժի վեկտորի շրջանառություն, այսինքն. արտաքին ուժերը, որոնք առաջանում են առաջնային ոլորուն (1) բանալին անջատիչի կողմից էլեկտրական դաշտի ընդհատման պատճառով (3): Այս կանոնը ապահովում է ինդուկցիոն EMF-ի առաջացումը երկրորդական ոլորուն (4): Ֆիզիկական այս երևույթը նկարագրված է դասագրքում (Ի.Վ. .

Արտաքին ուժերից բացի լիցքի վրա գործում են ուժեր էլեկտրաստատիկ դաշտ, որոնք առաջանում են անմիջապես երկրորդական կծիկի մեջ (4):

Սարքը նաև օգտագործում է էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի երևույթը, որը նկարագրված է (Ռ.Ա. Մուստաֆաև, Վ.Գ. Կրիվցով, դասագիրք, ֆիզիկա, համալսարանի դիմորդներին օգնելու համար, խմբ. Մ., ավարտական ​​դպրոց, 1989):

Այսպիսով, առաջարկվող գյուտում օգտագործվող գեներատորի դիզայնը որպես սարք հնարավորություն է տալիս արդյունավետ կերպով ստեղծել, հեռացնել և օգտագործել ինքնաինդուկցիոն EMF: Այսպիսով, սարքը կարող է պատրաստվել արդյունաբերական ճանապարհև ներկայացվի որպես խոստումնալից արդյունավետ ինքնաինդուկցիոն EMF իմպուլսային գեներատոր, որը թույլ է տալիս ընդլայնել զինանոցը տեխնիկական միջոցներէլեկտրաէներգիայի իմպուլսների արտադրության և փոխակերպման համար:

ՊԱՀԱՆՋ

1. Իմպուլսային ինքնաինդուկցիոն emf գեներատոր, որը նախագծված է միաֆազ բարձրացնող տրանսֆորմատորի տեսքով, որը բաղկացած է առաջնային և երկրորդային ոլորուններից և հագեցած է երկու կամ ավելի հաղորդիչներով, որոնք բաժանված են դիէլեկտրիկով, և հաղորդիչն ունի լարեր, բնութագրվում է նրանով, որ ցածր լարման առաջնային ոլորուն պատրաստված է պարույր ժապավենից և ունի առնվազն երկու պտույտ սերտորեն կամ միմյանցից փոքր հեռավորության վրա, ոլորուն ժապավենը պատրաստված է 120-200 մմ լայնությամբ և 1-2 մմ հաստությամբ. երկրորդական բարձր լարման ոլորունը նույնպես պարուրաձև ժապավենից է, ոլորուն ժապավենը պատրաստված է էլեկտրական պողպատից, որը պատված է էլեկտրական մեկուսիչով, ունի առնվազն 100 պտույտ սերտորեն կամ միմյանցից փոքր հեռավորության վրա, ժապավենը պատրաստված է 120-200 մմ լայնությամբ: և ոչ ավելի, քան 0 հաստությամբ, 1 մմ, առաջնային ոլորուն էլեկտրականորեն միացված է ցածր լարման մարտկոցին բանալի անջատիչի միջոցով՝ ձևավորելով փակ էլեկտրական շղթա, իսկ երկրորդային ոլորուն և՛ էլեկտրահաղորդիչ ոլորուն է, և՛ մագնիսական շղթային, մինչդեռ. առաջնային ոլորուն պտույտները տեղակայված են երկրորդական ոլորուն ոլորաններից դուրս այնպես, որ երկու ոլորուններն էլ ձևավորեն բարձրացող տրանսֆորմատոր, որում երկրորդական ոլորունը բարձրացող տրանսֆորմատորի ինդուկցիոն կծիկ է, որն ապահովում է էլեկտրական հաղորդունակություն՝ շնորհիվ: էլեկտրական պողպատե ժապավեն, որը մեկուսացված է արտաքին մեկուսացման շերտով և միևնույն ժամանակ գործում է որպես հիմնական ոլորուն միջուկ, էմֆ-ը հանվում է հաղորդիչների միջոցով , էլեկտրականորեն միացված են երկրորդական ոլորուն ժապավենի ծայրերին և ստացվում են անջատիչի բանալու պարբերական աշխատանքի շնորհիվ։

2. Իմպուլսային գեներատոր emf-ի ինքնահոսքավորումը ըստ պահանջի 1-ի, որը բնութագրվում է նրանով, որ առաջնային ոլորուն պատրաստված է պղնձից կամ ալյումինե հաղորդիչից:

3. Իմպուլսային գեներատորի emf ինքնա-ինդուկցիա՝ համաձայն 1-ին պահանջի, բնութագրվում է նրանով, որ առաջնային ոլորուն ունի երեք պտույտ:

4. Իմպուլսային գեներատոր emf ինքնահոսք՝ ըստ պահանջի 1-ի, որը բնութագրվում է նրանով, որ ցածր լարման մարտկոցը նախատեսված է 12-24 վոլտ լարման համար և հանդիսանում է ուղղակի հոսանքի աղբյուր։

5. Իմպուլսային գեներատորի emf ինքնաինդուկցիա՝ համաձայն 1-ին պահանջի, որը բնութագրվում է նրանով, որ բանալին անջատիչի պարբերական աշխատանքը իրականացվում է 50 Հց փոփոխական հոսանքի արդյունաբերական հաճախականությամբ:

6. Ինքնաինդուկցիոն իմպուլսային գեներատոր՝ համաձայն 1-ին պահանջի, որը բնութագրվում է նրանով, որ հաշվարկված ինքնաինդուկցիոն էմֆ-ն ապահովվում է շղթայի երկրաչափությամբ և միջուկի մագնիսական հատկություններով առաջնային ոլորման համար:

7. Իմպուլսային գեներատոր emf-ի ինքնահոսք՝ ըստ պահանջի 1-ի, որը բնութագրվում է նրանով, որ շղթայի ձևը կլոր է 150 մմ կամ ավելի տրամագծով:

ինքնադրսևորում

Յուրաքանչյուր հաղորդիչ, որի միջով հոսում է էլեկտրական հոսանքը, գտնվում է իր մագնիսական դաշտում:

Երբ ընթացիկ ուժը փոխվում է դիրիժորում, մ.դաշտը փոխվում է, այսինքն. այս հոսանքի արդյունքում ստեղծված մագնիսական հոսքը փոխվում է: Մագնիսական հոսքի փոփոխությունը հանգեցնում է հորձանուտային էլեկտրական դաշտի առաջացմանը և միացումում հայտնվում է ինդուկցիոն EMF:

Այս երևույթը կոչվում է ինքնաինդուկցիա։

Ինքնասինդուկցիա - հոսանքի ուժի փոփոխության արդյունքում էլեկտրական միացումում ինդուկցիոն EMF-ի առաջացման երևույթ:
Ստացված emf-ը կոչվում է ինքնաինդուկցիոն emf:

Ինքնաներդրման երեւույթի դրսեւորում

Շղթայի փակում

Երբ էլեկտրական միացումը փակ է, հոսանքը մեծանում է, ինչը հանգեցնում է կծիկի մագնիսական հոսքի ավելացմանը, առաջանում է պտտվող էլեկտրական դաշտ՝ ուղղված հոսանքի դեմ, այսինքն՝ կծիկի մեջ առաջանում է ինքնաինդուկցիոն EMF, որը կանխում է հոսանքը։ միացումում մեծանալուց (պտույտի դաշտը դանդաղեցնում է էլեկտրոնները):
Արդյունքում, L1-ը լուսավորվում է ավելի ուշ, քան L2-ը:

Բաց միացում

Երբ էլեկտրական շղթան բացվում է, հոսանքը նվազում է, կծիկի մեջ տեղի է ունենում մ.հոսքի նվազում, առաջանում է պտտվող էլեկտրական դաշտ՝ ուղղված հոսանքի պես (նույն հոսանքի ուժը պահպանելու հակված), այսինքն. Կծիկի մեջ հայտնվում է ինքնաինդուկտիվ էմֆ, որը պահպանում է հոսանքը շղթայում:
Արդյունքում, L-ն անջատելիս վառ թարթում է:

Էլեկտրատեխնիկայում ինքնաինդուկցիայի երևույթը դրսևորվում է, երբ միացումը փակ է ( էլեկտրաէներգիաաստիճանաբար ավելանում է) և երբ շղթան բացվում է (էլեկտրական հոսանքն անմիջապես չի անհետանում):

ԻՆԴՈՒԿՏԱՆՑՈՒԹՅՈՒՆ

Ինչի՞ց է կախված ինքնահոսքի EMF-ը:

Էլեկտրական հոսանքը ստեղծում է իր մագնիսական դաշտը: Շղթայի միջով մագնիսական հոսքը համաչափ է մագնիսական դաշտի ինդուկցիային (Ф ~ B), ինդուկցիան համամասնական է հաղորդիչի ընթացիկ ուժին
(B ~ I), հետևաբար մագնիսական հոսքը համաչափ է ընթացիկ ուժին (Ф ~ I):
Ինքնասինդուկցիոն emf-ը կախված է էլեկտրական միացումում ընթացիկ ուժի փոփոխության արագությունից, հաղորդիչի հատկություններից (չափը և ձևը) և այն միջավայրի հարաբերական մագնիսական թափանցելիությունից, որում գտնվում է հաղորդիչը:
Ֆիզիկական մեծությունը, որը ցույց է տալիս ինքնաինդուկցիոն EMF-ի կախվածությունը հաղորդիչի չափից և ձևից և այն միջավայրից, որտեղ գտնվում է հաղորդիչը, կոչվում է ինքնաինդուկցիայի գործակից կամ ինդուկտիվություն:

Ինդուկտիվություն - ֆիզիկական մեծություն, թվային հավասար է EMF-ինինքնաինդուկցիա, որը տեղի է ունենում միացումում, երբ հոսանքը փոխվում է 1 ամպերով 1 վայրկյանում:
Բացի այդ, ինդուկտիվությունը կարող է հաշվարկվել բանաձևով.

որտեղ F-ը շղթայի միջով անցնող մագնիսական հոսքն է, I-ը շղթայի ընթացիկ ուժն է:

SI միավորներ ինդուկտիվության համար.

Կծիկի ինդուկտիվությունը կախված է.
պտույտների քանակը, կծիկի չափն ու ձևը և միջավայրի հարաբերական մագնիսական թափանցելիությունը (հնարավոր է միջուկ):

ԻՆՔՆԱԻՆԴՈՒԿՑԻՈՆ EMF

Ինքնասինդուկցիայի EMF-ը կանխում է հոսանքի ուժի ավելացումը, երբ միացումը միացված է, և ընթացիկ ուժի նվազումը, երբ միացումը բացվում է:

ԸՆԹԱՑԻԿԻ ՄԱԳՆԻՍԱԿԱՆ ԴԱՇՏԻ ԷՆԵՐԳԻԱ

Հոսանք ունեցող հաղորդիչի շուրջ կա մագնիսական դաշտ, որն ունի էներգիա:
որտեղի՞ց է այն գալիս: Էլեկտրական շղթայում ներառված ընթացիկ աղբյուրը էներգիայի պաշար ունի:
Էլեկտրական շղթայի փակման պահին ընթացիկ աղբյուրը ծախսում է իր էներգիայի մի մասը՝ հաղթահարելու առաջացող EMF-ի ինքնաինդուկցիայի գործողությունը։ Էներգիայի այս մասը, որը կոչվում է հոսանքի ինքնաէներգիա, գնում է դեպի մագնիսական դաշտի ձևավորում։

Մագնիսական դաշտի էներգիան հավասար է հոսանքի ինքնաէներգիայի։
Ընթացքի ինքնաէներգիան թվայինորեն հավասար է այն աշխատանքին, որը պետք է կատարի ընթացիկ աղբյուրը, որպեսզի հաղթահարի ինքնաինդուկցիոն EMF-ն՝ շղթայում հոսանք ստեղծելու համար:

Հոսանքի ստեղծած մագնիսական դաշտի էներգիան ուղիղ համեմատական ​​է ընթացիկ ուժի քառակուսուն։
Որտե՞ղ է անհետանում մագնիսական դաշտի էներգիան հոսանքը դադարելուց հետո: - առանձնանում է (երբ բացվում է բավականաչափ մեծ հոսանք ունեցող միացում, կարող է առաջանալ կայծ կամ աղեղ)

ՀԱՐՑԵՐ ՍՏՈՒԳԱՑՄԱՆ ԱՇԽԱՏԱՆՔԻ ՀԱՄԱՐ

«Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիա» թեմայով

1. Թվարկե՛ք ինդուկցիոն հոսանք ստանալու 6 եղանակ:
2. Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի երեւույթը (սահմանում).
3. Լենցի կանոն.
4. Մագնիսական հոսք (սահմանում, գծում, բանաձև, մուտքային մեծություններ, դրանց չափման միավորներ):
5. Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենք (սահմանում, բանաձեւ).
6. Պտտվող էլեկտրական դաշտի հատկությունները.
7. Միատեսակ մագնիսական դաշտում շարժվող հաղորդիչի ինդուկցիայի EMF (արտաքին տեսքի պատճառ, գծագիր, բանաձև, մուտքային արժեքներ, դրանց չափման միավորներ):
8. Ինքնաինդուկցիա (համառոտ դրսևորում էլեկտրատեխնիկայում, սահմանում):
9. Ինքնա-ինդուկցիայի EMF (դրա գործողությունը և բանաձևը):
10. Ինդուկտիվություն (սահմանում, բանաձևեր, չափման միավորներ):
11. Հոսանքի մագնիսական դաշտի էներգիան (բանաձևը, որտեղից հայտնվում է հոսանքի մ. դաշտի էներգիան, որտեղ այն անհետանում է, երբ հոսանքը դադարում է):

E. d. s. ինքնադրսևորում. E. d. s. e L, ինդուկցիան հաղորդիչի կամ կծիկի մեջ՝ նույն հաղորդիչով կամ կծիկի միջով անցնող հոսանքի արդյունքում ստեղծված մագնիսական հոսքի փոփոխության արդյունքում, կոչվում է e. դ.ս. ինքնադրույք (նկ. 60): Այս էլ. դ.ս. տեղի է ունենում հոսանքի ցանկացած փոփոխության դեպքում, օրինակ՝ էլեկտրական սխեմաները փակելիս և բացելիս, երբ փոխվում է էլեկտրական շարժիչների ծանրաբեռնվածությունը և այլն։ Որքան արագ է հոսանքի փոփոխությունը հաղորդիչում կամ կծիկում, այնքան մեծ է դրանց թափանցող մագնիսական հոսքի փոփոխության արագությունը։ իսկ ավելի մեծ էլ. դ.ս. նրանց մեջ դրդված է ինքնադրույք: Օրինակ, էլ. դ.ս. ինքնահոսք e L-ն տեղի է ունենում AB հաղորդիչում (տես նկ. 54), երբ նրա միջով հոսող հոսանքը i 1 փոխվում է: Հետևաբար, փոփոխվող մագնիսական դաշտը դրդում է էլ. դ.ս. նույն դիրիժորում, որտեղ փոխվում է այս դաշտը ստեղծող հոսանքը:

Ուղղություն էլ. դ.ս. Ինքնա-ինդուկցիան որոշվում է Լենցի կանոնով։ E. d. s. Ինքնասինդուկցիան միշտ ունի այնպիսի ուղղություն, որով այն կանխում է այն առաջացրած հոսանքի փոփոխությունը:Հետևաբար, հաղորդիչում (կծիկ) հոսանքի աճով, էլ. դ.ս. ինքնահոսքը կուղղվի հոսանքի դեմ, այսինքն՝ կկանխի դրա ավելացումը (նկ. 61, ա), և հակառակը, երբ հոսանքը կնվազի հաղորդիչում (կծիկ), էլ. դ.ս. ինքնուրույն ինդուկցիա, որը համընկնում է հոսանքի ուղղությամբ, այսինքն՝ կանխելով դրա նվազումը (նկ. 61, բ): Եթե ​​հոսանքը կծիկի մեջ չի փոխվում, ապա էլ. դ.ս. ինքնաներդրում չի առաջանում.

Ուղղությունը որոշելու վերը նշված կանոնից էլ. դ.ս. ինքնաբերման հետևում է, որ այս էլ. դ.ս. ունի արգելակային ազդեցություն էլեկտրական սխեմաներում հոսանքի փոփոխության վրա: Այս առումով նրա գործողությունը նման է իներցիայի ուժի գործողությանը, որը կանխում է մարմնի դիրքի փոփոխությունը։ Էլեկտրական շղթայում (նկ. 62, ա), որը բաղկացած է R դիմադրությամբ և կծիկ K-ով, աղբյուրի լարման U-ի և e-ի համակցված գործողությամբ ստեղծվում է հոսանք i: դ.ս. ինքնուրույն ինդուկցիա e L առաջացած կծիկի մեջ: Դիտարկվող շղթան էլ. աղբյուրին միացնելիս. դ.ս. ինքնահոսքը e L (տես պինդ սլաքը) արգելակում է ընթացիկ ուժի աճը: Հետևաբար, ընթացիկ i-ը հասնում է կայուն արժեքի I \u003d U / R (ըստ Օհմի օրենքի) ոչ թե ակնթարթորեն, այլ որոշակի ժամանակահատվածում (Նկար 62, բ): Այս ընթացքում էլեկտրական միացումում տեղի է ունենում անցողիկ պրոցես, որի ընթացքում փոխվում են e L և i: Հենց ճիշտ

նաև, երբ էլեկտրական միացումն անջատված է, i հոսանքն ակնթարթորեն չի նվազում մինչև զրոյի, այլ e-ի գործողության շնորհիվ. դ.ս. e L (տես գծիկ սլաք) աստիճանաբար նվազում է:

Ինդուկտիվություն.Տարբեր հաղորդիչների (կծիկների) կարողությունը դրդել էլ. դ.ս. ինքնահոսքը գնահատվում է L ինդուկտիվությամբ: Այն ցույց է տալիս, թե որն է. դ.ս. ինքնահոսքը տեղի է ունենում տվյալ հաղորդիչում (կծիկ), երբ հոսանքը 1 վրկ-ով փոխվում է 1 Ա-ով: Ինդուկտիվությունը չափվում է Հենրիում (H), 1 H = 1 Ohm*s: Գործնականում ինդուկտիվությունը հաճախ չափվում է հենրի հազարերորդականներով՝ միլիհենրի (mH) և հենրի միլիոներորդներով՝ միկրոհենրի (µH):

Արդյո՞ք կծիկի ինդուկտիվությունը կախված է կծիկի պտույտների քանակից: և նրա մագնիսական շղթայի մագնիսական դիմադրություն R m, այսինքն՝ նրա մագնիսական թափանցելիությունից։ և երկրաչափական չափերը l և s. Եթե ​​կծիկի մեջ տեղադրվում է պողպատե միջուկ, ապա դրա ինդուկտիվությունը կտրուկ աճում է կծիկի մագնիսական դաշտի ուժեղացման պատճառով: Այս դեպքում 1 Ա-ի հոսանքը շատ ավելի մեծ մագնիսական հոսք է ստեղծում, քան առանց միջուկի կծիկի դեպքում:

Օգտագործելով ինդուկտիվության L հասկացությունը, կարելի է ստանալ e. դ.ս. ինքնադրսևորում հետևյալ բանաձևով.

e L = – L ?i / ?t (53)

Որտե՞ղ i է հաղորդիչի (կծիկի) հոսանքի փոփոխությունը որոշակի ժամանակահատվածում: t.

Հետևաբար, ե. դ.ս. ինքնահոսքը համաչափ է հոսանքի փոփոխության արագությանը:

DC սխեմաների միացում և անջատում ինդուկտորով:Երբ միացված է DC աղբյուրին R և L պարունակող էլեկտրական շղթայի U լարմամբ, B1 անջատիչով (Նկար 63, ա), հոսանքը i մեծանում է մինչև այն կայուն արժեքը, որը ես սահմանել եմ \u003d U / R ոչ ակնթարթորեն, քանի որ ե. դ.ս. Ինդուկտիվության մեջ առաջացող ինքնաինդուկցիան e L-ը գործում է կիրառական V լարման դեմ և կանխում հոսանքի բարձրացումը։ Քննարկվող գործընթացի համար բնորոշ է կորերի երկայնքով հոսանքի i (Նկար 63, բ) և u a և u L լարումների աստիճանական փոփոխությունը. ցուցադրողներ.Նշված կորերի երկայնքով i, u a և u L փոխելը կոչվում է պարբերական.

Շղթայում հոսանքի ուժի աճի արագությունը և u a և u L լարումների փոփոխությունը բնութագրվում է. միացման ժամանակի հաստատուն

T=L/R (54)

Այն չափվում է վայրկյաններով, կախված է միայն տվյալ շղթայի R և L պարամետրերից և թույլ է տալիս գնահատել ընթացիկ փոփոխության գործընթացի տևողությունը՝ առանց գծագրման: Այս տեւողությունը տեսականորեն անսահման է։ Գործնականում սովորաբար համարվում է, որ դա (3-4) T. Այս ընթացքում շղթայում հոսանքը հասնում է կայուն արժեքի 95-98%-ին: Հետևաբար, որքան մեծ է դիմադրությունը և որքան ցածր է ինդուկտիվությունը L, այնքան ավելի արագ է ընթանում հոսանքի փոփոխման գործընթացը էլեկտրական սխեմաներում ինդուկտիվությամբ։ Ժամանակային հաստատուն T-ը պարբերական գործընթացում կարող է սահմանվել որպես AB հատված, որը կտրված է տվյալ մեծության կայուն արժեքին համապատասխանող գծի վրա, որը գծված է սկզբնակետից դեպի տվյալ կորը (օրինակ՝ ընթացիկ i) շոշափված:
Ընթացքի փոփոխության գործընթացը դանդաղեցնելու ինդուկտիվության հատկությունն օգտագործվում է տարբեր սարքերի գործարկման ժամանակ ժամանակային ուշացումներ ստեղծելու համար (օրինակ՝ ավազի արկղերի աշխատանքը վերահսկելիս՝ լոկոմոտիվի անիվների տակ ավազի մասերը պարբերաբար մատակարարելու համար): Էլեկտրամագնիսական ժամանակի ռելեի աշխատանքը նույնպես հիմնված է այս երեւույթի օգտագործման վրա (տես § 94):

Անցումային ալիքներ: E-ն հատկապես ուժեղ է. դ.ս. ինքնահոսք՝ պարույրներ պարունակող սխեմաները բացելիս մեծ թվովպտույտներով և պողպատե միջուկներով (օրինակ՝ գեներատորների, էլեկտրական շարժիչների, տրանսֆորմատորների և այլնի ոլորուն), այսինքն՝ բարձր ինդուկտիվությամբ սխեմաներով։ Այս դեպքում առաջացած էլ. դ.ս. ինքնաինդուկցիան e L-ն կարող է շատ անգամ գերազանցել աղբյուրի U լարումը և, ամփոփելով դրա հետ, առաջացնել գերլարումներ էլեկտրական սխեմաներում (նկ. 64, ա), որը կոչվում է. անցում(առաջանում է, երբ անցում- էլեկտրական սխեմաների միացում): Դրանք վտանգավոր են էլեկտրական շարժիչների, գեներատորների և տրանսֆորմատորների ոլորունների համար, քանի որ կարող են առաջացնել դրանց մեկուսացման խզում:

Մեծ էլ. դ.ս. ինքնուրույն ինդուկցիան նույնպես նպաստում է էլեկտրական կայծի կամ աղեղի առաջացմանը էլեկտրական սարքերում, որոնք միացնում են էլեկտրական սխեմաները: Օրինակ, դանակի անջատիչի կոնտակտները բացելու պահին (նկ. 64, բ) ստացվում է էլ. դ.ս. ինքնահոսքը մեծապես մեծացնում է անջատիչի բաց կոնտակտների միջև պոտենցիալ տարբերությունը և ճեղքում օդային բացը: Ստացվածը էլեկտրական աղեղաջակցել է, որոշ ժամանակ էլ. դ.ս. ինքնուրույն ինդուկցիա, որն այդպիսով հետաձգում է միացումում հոսանքն անջատելու գործընթացը: Այս երևույթը խիստ անցանկալի է, քանի որ աղեղը հալեցնում է անջատող սարքերի կոնտակտները, ինչը հանգեցնում է դրանց արագ խափանման։ Ուստի էլեկտրական սխեմաների բացման համար օգտագործվող բոլոր սարքերում տրամադրվում են աղեղի մարման հատուկ սարքեր՝ ապահովելու աղեղի մարման արագացումը։

Բացի այդ, զգալի ինդուկտիվությամբ ուժային սխեմաներում (օրինակ, գեներատորների գրգռման ոլորունները), զուգահեռաբար. R-L շղթաներ(այսինքն, համապատասխան ոլորուն) ներառում է լիցքաթափման դիմադրություն R p (նկ. 65, ա): Այս դեպքում B1 անջատիչը անջատելուց հետո R-L շղթան չի ընդհատվում, այլ փակվում է ռեզիստորի R p. i շղթայում հոսանքը չի նվազում ակնթարթորեն, այլ աստիճանաբար՝ էքսպոնենցիալ (նկ. 65.6), քանի որ էլ. դ.ս. Ինդուկտիվացում e L-ն, որը առաջանում է L ինդուկտիվության մեջ, կանխում է հոսանքի նվազումը: Լիցքաթափման ռեզիստորի վրայով լարումը u p նույնպես փոխվում է էքսպոնենցիալ ընթացիկ փոփոխության գործընթացում: Այն հավասար է R-L շղթայի վրա կիրառվող լարմանը, այսինքն՝ համապատասխան տերմինալներին։

ընթացիկ ոլորուն. Սկզբնական պահին U p start = UR p / R, այսինքն, կախված է լիցքաթափման դիմադրության դիմադրությունից. Rp-ի բարձր արժեքների դեպքում այս լարումը կարող է չափազանց բարձր և վտանգավոր լինել մեկուսացման համար էլեկտրական տեղադրում. Գործնականում, արդյունքում առաջացող գերլարումները սահմանափակելու համար, լիցքաթափման դիմադրության R p դիմադրությունը վերցվում է ոչ ավելի, քան համապատասխան ոլորուն R դիմադրության 4-8 անգամ:

Անցումային գործընթացների առաջացման պայմանները. R-L սխեման միացնելիս և անջատելիս վերը քննարկված գործընթացները կոչվում են անցողիկ գործընթացներ. Նրանք առաջանում են աղբյուրը կամ շղթայի առանձին հատվածները միացնելիս և անջատելիս, ինչպես նաև գործառնական ռեժիմը փոխելիս, օրինակ, բեռի հանկարծակի փոփոխությամբ, ընդմիջումներով և կարճ միացումներով: Նույն անցումային գործընթացները տեղի են ունենում, երբ նշված պայմաններըև C հզորությամբ կոնդենսատորներ պարունակող սխեմաներում: Որոշ դեպքերում անցողիկ գործընթացները վտանգավոր են աղբյուրների և ընդունիչների համար, քանի որ արդյունքում առաջացող հոսանքները և լարումները կարող են շատ անգամ ավելի բարձր լինել, քան անվանական արժեքներորի համար նախատեսված են այս սարքերը: Այնուամենայնիվ, էլեկտրական սարքավորումների որոշ տարրերում, մասնավորապես, արդյունաբերական էլեկտրոնիկայի սարքերում, անցողիկները գործառնական ռեժիմներ են:

Ֆիզիկապես, անցողիկ պրոցեսների առաջացումը բացատրվում է նրանով, որ ինդուկտորներն ու կոնդենսատորները էներգիայի պահպանման սարքեր են, և այդ տարրերում էներգիայի կուտակման և արտազատման գործընթացը չի կարող ակնթարթորեն տեղի ունենալ, հետևաբար, ինդուկտորում հոսանքը և կոնդենսատորի վրայի լարումը: չի կարող ակնթարթորեն փոխվել: Անցումային գործընթացի ժամանակը, որի ընթացքում միացման, անջատման և գործառնական ռեժիմը փոխելու ժամանակ տեղի է ունենում հոսանքի և լարման աստիճանական փոփոխություն, որոշվում է շղթայի R, L և C արժեքներով: և կարող են լինել կոտորակներ և վայրկյանների միավորներ: Անցումայինի ավարտից հետո հոսանքն ու լարումը ձեռք են բերում նոր արժեքներ, որոնք կոչվում են Հաստատված.

Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիա - ժամանակի ընթացքում փոփոխվող մագնիսական դաշտերի միջոցով էլեկտրական հոսանքների առաջացում: Ֆարադեյի և Հենրիի կողմից այս երևույթի հայտնաբերումը որոշակի համաչափություն մտցրեց էլեկտրամագնիսականության աշխարհ: Մաքսվելին մի տեսության մեջ հաջողվեց հավաքել գիտելիքներ էլեկտրականության և մագնիսականության մասին: Նրա հետազոտությունը կանխատեսել է գոյությունը էլեկտրամագնիսական ալիքներփորձնական դիտարկումներից առաջ։ Հերցը ապացուցեց նրանց գոյությունը և մարդկության առաջ բացեց հեռահաղորդակցության դարաշրջանը:

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

Ֆարադեյի փորձերը

Ֆարադայի և Լենցի օրենքները

Էլեկտրական հոսանքները ստեղծում են մագնիսական էֆեկտներ: Հնարավո՞ր է, որ մագնիսական դաշտը առաջացնի էլեկտրական: Ֆարադեյը հայտնաբերել է, որ ցանկալի էֆեկտները առաջանում են ժամանակի ընթացքում մագնիսական դաշտի փոփոխությունների պատճառով:

Երբ դիրիժորը հատվում է փոփոխականով մագնիսական հոսք, դրա մեջ առաջանում է էլեկտրաշարժիչ ուժ՝ առաջացնելով էլեկտրական հոսանք։ Համակարգը, որն առաջացնում է հոսանքը, կարող է լինել մշտական ​​մագնիս կամ էլեկտրամագնիս:

Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի ֆենոմենը ղեկավարվում է երկու օրենքով՝ Ֆարադեյի և Լենցի։

Լենցի օրենքը թույլ է տալիս բնութագրել էլեկտրաշարժիչ ուժը իր ուղղության նկատմամբ:

Կարևոր!Ինդուկացված էմֆ-ի ուղղությունն այնպիսին է, որ նրա առաջացրած հոսանքը հակված է հակադրվելու այն ստեղծող պատճառին:

Ֆարադեյը նկատել է, որ ինդուկտիվ հոսանքի ինտենսիվությունը մեծանում է, երբ թիվն ավելի արագ է փոխվում։ ուժային գծեր, հատելով եզրագիծը. Այլ կերպ ասած, էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի EMF-ն ուղղակիորեն կախված է շարժվող մագնիսական հոսքի արագությունից:

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

EMF ինդուկցիա

Ինդուկցիոն emf բանաձևը սահմանվում է հետևյալ կերպ.

E \u003d - dF / dt:

«-» նշանը ցույց է տալիս, թե ինչպես է ինդուկացված էմֆ-ի բևեռականությունը կապված հոսքի նշանի և փոփոխվող արագության հետ:

Ստացվում է էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքի ընդհանուր ձևակերպում, որից կարող են ստացվել առանձին դեպքերի արտահայտություններ։

Լարի շարժումը մագնիսական դաշտում

Երբ l երկարությամբ մետաղալարը շարժվում է մագնիսական դաշտում B ինդուկցիայով, դրա ներսում կառաջանա EMF՝ համամասնորեն նրա գծային v արագությանը: EMF-ը հաշվարկելու համար օգտագործվում է բանաձևը.

• մագնիսական դաշտի ուղղությանը ուղղահայաց հաղորդիչի շարժման դեպքում.

E \u003d - B x l x v;

• α այլ անկյան տակ շարժվելու դեպքում.

E \u003d - B x l x v x sin α:

Ինդուկացված էմֆ-ը և հոսանքը կուղղվեն այն ուղղությամբ, որը մենք գտնում ենք՝ օգտագործելով կանոնը աջ ձեռքՏեղադրելով ձեր ձեռքը մագնիսական դաշտի գծերին ուղղահայաց և ձեր բութ մատը ուղղելով հաղորդիչի շարժման ուղղությամբ՝ դուք կարող եք պարզել EMF-ի ուղղությունը մնացած չորս ուղղված մատներով:

Jpg?x15027" alt="(!LANG:Տեղափոխել մետաղալարը MP-ով" width="600" height="429">!}

Լարի տեղափոխում MP-ում

Պտտվող կծիկ

Էլեկտրաէներգիայի գեներատորի աշխատանքը հիմնված է շղթայի պտույտի վրա MP-ում, որն ունի N պտույտ:

EMF-ն ինդուկցվում է էլեկտրական միացումում, երբ մագնիսական հոսքը հատում է այն, համաձայն մագնիսական հոսքի սահմանման Ф = B x S x cos α (մագնիսական ինդուկցիան բազմապատկվում է մակերեսի մակերեսով, որով անցնում է պատգամավորը, և կոսինուսի B վեկտորով և S հարթությանը ուղղահայաց գծով ձևավորված անկյուն):

Բանաձևից հետևում է, որ F-ն ենթակա է փոփոխությունների հետևյալ դեպքերում.

• MF-ի փոփոխությունների ինտենսիվությունը - վեկտոր B;
• Եզրագծով սահմանափակված տարածքը տատանվում է.
• փոխվում է նրանց միջև եղած անկյան կողմից տրված կողմնորոշումը։

Ֆարադեյի առաջին փորձերում ինդուկտիվ հոսանքները ստացվել են մագնիսական դաշտի B փոփոխության միջոցով: Այնուամենայնիվ, հնարավոր է EMF առաջացնել առանց մագնիսը շարժելու կամ հոսանքը փոխելու, այլ պարզապես մագնիսական դաշտում կծիկը պտտելով իր առանցքի շուրջը: Այս դեպքում մագնիսական հոսքը փոխվում է α անկյան փոփոխության պատճառով։ Կծիկը, պտտման ժամանակ, անցնում է պատգամավորի գծերը, առաջանում է էմֆ։

Եթե ​​կծիկը հավասարաչափ պտտվում է, այս պարբերական փոփոխությունը հանգեցնում է մագնիսական հոսքի պարբերական փոփոխության: Կամ ամեն վայրկյան հատված MF ուժի գծերի թիվը հավասար արժեքներ է ստանում՝ հավասար ժամանակային ընդմիջումներով:

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

Եզրագծային ռոտացիա MP-ում

Կարևոր!Սադրված էմֆ-ը ժամանակի ընթացքում կողմնորոշման հետ փոխվում է դրականից դեպի բացասական և հակառակը: EMF-ի գրաֆիկական ներկայացումը սինուսոիդային գիծ է:

Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի EMF-ի բանաձևի համար օգտագործվում է արտահայտությունը.

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

• S-ը մեկ պտույտով կամ շրջանակով սահմանափակված տարածքն է.
• N-ը շրջադարձերի թիվն է.
• ω-ն անկյունային արագությունն է, որով կծիկը պտտվում է.
• B – MF ինդուկցիա;
• անկյուն α = ωt.

Գործնականում փոփոխիչներում հաճախ կծիկը մնում է անշարժ (ստատոր), և էլեկտրամագնիսը պտտվում է դրա շուրջը (ռոտոր):

EMF ինքնահոսք

Կծիկի միջով անցնելիս փոփոխական հոսանք, այն առաջացնում է փոփոխական մագնիսական դաշտ, որն ունի փոփոխվող մագնիսական հոսք, որն առաջացնում է EMF: Այս էֆեկտը կոչվում է ինքնաներդրում:

Քանի որ պատգամավորը համաչափ է հոսանքի ինտենսիվությանը, ապա.

որտեղ L-ն ինդուկտիվությունն է (H), որը որոշվում է երկրաչափական մեծություններով՝ պտույտների քանակը միավորի երկարության վրա և դրանց խաչմերուկի չափերը:

Ինդուկցիոն emf-ի համար բանաձևն ունի հետևյալ ձևը.

E \u003d - L x dI / dt:

Փոխադարձ ինդուկցիա

Եթե ​​երկու պարույրներ տեղակայված են կողք կողքի, ապա դրանցում առաջանում է փոխադարձ ինդուկցիայի EMF՝ կախված երկու սխեմաների երկրաչափությունից և միմյանց նկատմամբ դրանց կողմնորոշումից: Երբ սխեմաների բաժանումը մեծանում է, փոխադարձ ինդուկտիվությունը նվազում է, քանի որ դրանք միացնող մագնիսական հոսքը նվազում է։

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

Փոխադարձ ինդուկցիա

Թող լինի երկու կծիկ: N1 պտույտներով մեկ կծիկի մետաղալարի միջով հոսում է I1 հոսանքը՝ ստեղծելով N2 պտույտներով կծիկի միջով անցնող MF։ Ապա.

1. Երկրորդ կծիկի փոխադարձ ինդուկտիվությունը առաջինի համեմատ.

M21 = (N2 x F21) / I1;

1. Մագնիսական հոսք.

F21 = (M21/N2) x I1;

1. Գտեք առաջացած emf-ը.

E2 = - N2 x dФ21 / dt = - M21x dI1 / dt;

1. EMF-ն առաջանում է նույն կերպ առաջին կծիկում.

E1 = - M12 x dI2 / dt;

Կարևոր!Մի կծիկի մեջ փոխադարձ ինդուկտիվությամբ առաջացած էլեկտրաշարժիչ ուժը միշտ համաչափ է մյուսի էլեկտրական հոսանքի փոփոխությանը:

Փոխադարձ ինդուկտիվությունը կարելի է համարել հավասար.

M12 = M21 = M.

Համապատասխանաբար, E1 = - M x dI2 / dt և E2 = M x dI1 / dt:

M = K √ (L1 x L2),

որտեղ K-ը երկու ինդուկտիվությունների միջև միացման գործակիցն է:

Փոխադարձ ինդուկտիվության երևույթը օգտագործվում է տրանսֆորմատորներում՝ էլեկտրական սարքերում, որոնք թույլ են տալիս փոխել փոփոխական էլեկտրական հոսանքի լարման արժեքը։ Սարքը բաղկացած է երկու կծիկներից, որոնք պտտվում են մեկ միջուկի շուրջ: Առաջինում առկա հոսանքը մագնիսական միացումում ստեղծում է փոփոխվող մագնիսական դաշտ, իսկ մյուս կծիկում՝ էլեկտրական հոսանք: Եթե ​​առաջին ոլորուն պտույտների թիվը պակաս է մյուսից, ապա լարումը մեծանում է և հակառակը։

Ինդուկցիա տերմինը էլեկտրատեխնիկայում նշանակում է հոսանքի առաջացում էլեկտրական փակ շղթայում, եթե այն փոփոխվող վիճակում է: Այն հայտնաբերվել է ընդամենը երկու հարյուր տարի առաջ Մայքլ Ֆարադեյի կողմից: Շատ ավելի վաղ դա կարող էր անել Անդրե Ամպերը, ով նմանատիպ փորձեր էր անցկացրել։ Նա մետաղյա ձող մտցրեց կծիկի մեջ, իսկ հետո, դժբախտաբար, գնաց մեկ այլ սենյակ՝ գալվանոմետրի ասեղին նայելու, և հանկարծ այն կշարժվի։ Եվ սլաքը կանոնավոր կերպով կատարում էր իր գործը. նա շեղվում էր, բայց մինչ Ամպերը թափառում էր սենյակներով, այն վերադարձավ զրոյի: Այսպես սպասեց ինքնահոսքի ֆենոմենը ևս տասը տարի, մինչև կծիկը, սարքը և հետազոտողը միաժամանակ հայտնվեին ճիշտ տեղում։

Այս փորձի հիմնական կետն այն էր, որ ինդուկցիոն emf-ը տեղի է ունենում միայն այն ժամանակ, երբ փոխվում է փակ շղթայով անցնող մագնիսական դաշտը: Բայց դուք կարող եք փոխել այն, ինչպես ցանկանում եք, կամ փոխել մագնիսական դաշտի արժեքը, կամ պարզապես տեղափոխել դաշտի աղբյուրը նույն փակ հանգույցի համեմատ: Էմֆը, որն առաջանում է այս դեպքում, կոչվում էր «փոխադարձ ինդուկցիայի էմֆ»։ Բայց սա միայն ինդուկցիայի ոլորտում հայտնագործությունների սկիզբն էր։ Առավել զարմանալի էր ինքնադրման երևույթը, որը նա հայտնաբերեց մոտավորապես նույն ժամանակ։ Նրա փորձերում պարզվել է, որ կծիկը ոչ միայն հոսանք է առաջացրել մեկ այլ կծիկի մեջ, այլ նաև, երբ այս կծիկի հոսանքը փոխվել է, այն առաջացրել է լրացուցիչ EMF: Այսպիսով, այն կոչվում էր ինքնահոսքի EMF: Մեծ հետաքրքրություն է ներկայացնում հոսանքի ուղղությունը։ Պարզվեց, որ ինքնահոսքի EMF-ի դեպքում դրա հոսանքն ուղղված է իր «ծնողի» դեմ՝ հիմնական EMF-ով պայմանավորված հոսանքին:

Հնարավո՞ր է արդյոք դիտարկել ինքնադրման երևույթը: Ինչպես ասում են՝ ոչինչ ավելի հեշտ չէ։ Մենք կհավաքենք առաջին երկուսը` միացված ինդուկտոր և լամպ, իսկ երկրորդը` միայն լամպ: Միացրեք դրանք մարտկոցին ընդհանուր անջատիչի միջոցով: Երբ միացված է, դուք կարող եք տեսնել, որ կծիկով շղթայի լույսը վառվում է «դժկամորեն», իսկ երկրորդ լույսը, որն ավելի արագ է «բարձրանում», անմիջապես միանում է: Ինչ է կատարվում? Երկու սխեմաներում էլ միացումից հետո հոսանքը սկսում է հոսել, և այն փոխվում է զրոյից մինչև իր առավելագույնը, և հենց հոսանքի փոփոխությունն է, որին սպասում է ինդուկտորային կծիկը, որն առաջացնում է ինքնաինդուկցիոն EMF: Կա EMF և փակ միացում, ինչը նշանակում է, որ կա նաև դրա հոսանքը, բայց այն ուղղված է շղթայի հիմնական հոսանքին հակառակ, որը, ի վերջո, կհասնի շղթայի պարամետրերով որոշված ​​առավելագույն արժեքին և դադարեցնել աճը, և քանի որ հոսանքի փոփոխություն չկա, չկա ինքնաինդուկցիոն EMF: Ամեն ինչ պարզ է. Նմանատիպ պատկեր, բայց «ճիշտ հակառակով», նկատվում է հոսանքն անջատելիս։ Հավատարիմ նրան վատ սովորություն«Հոսանքի ցանկացած փոփոխությանը հակազդելու համար ինքնաինդուկցիոն EMF-ը պահպանում է իր հոսքը շղթայում հոսանքն անջատելուց հետո:

Անմիջապես հարց առաջացավ՝ ի՞նչ է իրենից ներկայացնում ինքնադրման երևույթը։ Պարզվեց, որ ինքնահոսքի EMF-ի վրա ազդում է հաղորդիչում հոսանքի փոփոխության արագությունը, և մենք կարող ենք գրել.

Այստեղից երևում է, որ ինքնաինդուկցիոն E-ի EMF-ն ուղիղ համեմատական ​​է ընթացիկ dI/dt-ի փոփոխության արագությանը և L համաչափության գործակցին, որը կոչվում է ինդուկտիվություն։ Հարցի ուսումնասիրության մեջ իր ներդրման համար, թե ինչից է բաղկացած ինքնադրման երևույթը, Ջորջ Հենրին պարգևատրվել է նրանով, որ ինդուկտիվության միավորը՝ Հենրին (H), կրում է իր անունը։ Հենց ընթացիկ հոսքի շղթայի ինդուկտիվությունն է որոշում ինքնահոսքի ֆենոմենը։ Կարելի է պատկերացնել, որ ինդուկտիվությունը մագնիսական էներգիայի մի տեսակ «պահեստ» է։ Եթե ​​հոսանքը շղթայում մեծանում է Էլեկտրական էներգիավերածվում է մագնիսականի, հետաձգում է հոսանքի աճը, իսկ երբ հոսանքը նվազում է, կծիկի մագնիսական էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի և պահպանում հոսանքը շղթայում։

Հավանաբար, բոլորը պետք է տեսնեին կայծ, երբ վարդակից անջատված էր վարդակից. սա ինքնաինդուկցիոն EMF-ի դրսևորման ամենատարածված տարբերակն է: իրական կյանք. Բայց առօրյա կյանքում առավելագույնը 10-20 Ա հոսանքներ են բացվում, իսկ բացման ժամանակը մոտ 20 մվ է։ 1 H կարգի ինդուկտիվությամբ, ինքնաինդուկցիայի EMF-ն այս դեպքում հավասար կլինի 500 Վ-ի: Թվում է, թե այն հարցը, թե ինչից է բաղկացած ինքնաինդուկցիայի երևույթը, այնքան էլ բարդ չէ: Բայց իրականում, ինքնաինդուկցիոն EMF-ը մեծ տեխնիկական խնդիր է: Եզրակացությունն այն է, որ երբ միացումն ընդհատվում է, երբ կոնտակտներն արդեն ցրվել են, ինքնահոսքը պահպանում է հոսանքի հոսքը, և դա հանգեցնում է կոնտակտների այրմանը, քանի որ. Տեխնոլոգիայում հարյուրավոր և նույնիսկ հազարավոր ամպերի հոսանքներով սխեմաները միացվում են: Այստեղ հաճախ մենք խոսում ենքԻնքնահոսքի EMF-ի մասին տասնյակ հազարավոր վոլտներով, և դա պահանջում է լրացուցիչ լուծումէլեկտրական սխեմաներում գերլարումների հետ կապված տեխնիկական հարցեր.

Բայց ամեն ինչ այնքան էլ մռայլ չէ։ Պատահում է, որ այս վնասակար EMF-ը շատ օգտակար է, օրինակ, ICE բոցավառման համակարգերում։ Նման համակարգը բաղկացած է ինդուկտորից՝ ավտոտրանսֆորմատորի և ճոփերի տեսքով: Առաջնային ոլորուն միջով անցնում է հոսանք, որն անջատվում է անջատիչով: Բաց շղթայի արդյունքում առաջանում է հարյուրավոր վոլտ ինքնահոսքի EMF (մինչդեռ մարտկոցը տալիս է ընդամենը 12 Վ): Ավելին, այս լարումը լրացուցիչ փոխակերպվում է, և 10 կՎ-ից ավելի իմպուլս է մատակարարվում կայծային մոմերին: