Definisi induksi diri EDS. Berapa EMF dari induksi diri?

Invensi ini berhubungan dengan teknik elektro, khususnya desain generator arus induksi, dan dapat digunakan dalam instalasi elektromagnetik dan mesin listrik, seperti motor, generator, transformator, khususnya, sebagai transformator step-up. Hasil teknis terdiri dari peningkatan ggl pada keluaran dengan menggunakan tegangan berdenyut pada belitan sekunder dan menerapkan desain belitan sekunder yang akan memungkinkan pelepasan langsung tegangan berdenyut yang dihasilkan dari generator, dan pada saat yang sama daya total primer. dan gulungan sekunder. 6 w.p. f-ly, 2 sakit.

Gambar untuk paten RF 2524387

Invensi ini berhubungan dengan teknik elektro, khususnya dengan desain generator arus induksi berdenyut.

Tujuan dari penemuan ini adalah penggunaan generator pulsa Induksi diri EMF untuk menyediakan catu daya berdenyut untuk berbagai instalasi elektromagnetik dan mesin listrik, yang memungkinkan Anda untuk secara signifikan memperluas gudang sumber energi berdenyut. Penemuan sebelumnya yang dikenal "Generator sinkron induksi", Aplikasi RU 9811934 7, publ. 09/10/2000, IPC H02K 21/14, menggunakan arus belitan stator, dinamo yang arusnya berdenyut, dan induktor (rotor), dibuat terlindung dari Medan gaya arus belitan jangkar stator. Memungkinkan Anda untuk memperluas mode pengoperasian generator. Namun, generator berisi bagian yang berputar, dan oleh karena itu, ia memiliki semua kelemahan dari generator tersebut, mis. masalah yang berhubungan dengan switching tenaga listrik tidak terpecahkan. Dalam desain yang diusulkan, tidak mungkin untuk mendapatkan tegangan tinggi yang diperlukan.

Dikenal untuk Generator energi listrik", aplikasi RU 9402533 5, publ. 06/10/1996, IPC H02K 19/16, berisi gulungan cincin komposit dengan inti, koil induksi dan belitan eksitasi. Memungkinkan Anda untuk meningkatkan kinerja generator tenaga listrik, mengurangi resistansi induktif belitan stator, mengurangi biaya pekerjaan mekanis ketika mengubah energi mekanik menjadi energi listrik dan meningkatkan efisiensi. Namun, generator, karena fitur desain, tidak mengizinkan penggunaan EMF induksi sendiri. Generator berisi bagian yang berputar, dan, oleh karena itu, ia memiliki semua kelemahan dari generator tersebut, mis. masalah yang berhubungan dengan switching tenaga listrik tidak terpecahkan.

Diketahui model utilitas"Gabungan belitan elektromagnetik", paten RU 96443, publ. 07/27/2010, IPC H01F 5/00, di mana ada dua atau lebih konduktor dengan lead, dan konduktor dipisahkan oleh dielektrik. Memungkinkan Anda untuk memperluas mode operasi. Namun, kedua konduktor digunakan sebagai belitan primer, tidak ada belitan sekunder tegangan tinggi, yang tidak memungkinkan belitan digunakan pada transformator tegangan tinggi, dan juga tidak memastikan pelepasan dan penggunaan EMF induksi dari belitan sekunder.

Aplikasi terdekat untuk penemuan ini adalah "Metode induktif-statis untuk menghasilkan energi listrik dan perangkat untuk implementasinya", RU 2004124018, publ. 01/27/2006, IPC H01F 1/00, yang menurutnya ada belitan primer dan sekunder yang membentuk induktor dengan transisi energi magnetik bebas ke keadaan bergantung induktif, dan EMF induksi diinduksi dan kerapatan fluks magnet diperoleh, sebanding dengan kenaikan tenaga listrik. Memungkinkan penggunaan belitan sekunder dengan induktansi yang lebih kecil dari jumlah pemadatan fluks magnet, yang mencapai pemadatan proporsional dan peningkatan daya listrik generator. Metode ini menggunakan induksi dan, pada saat yang sama, metode pembangkitan statis. Namun, desain belitan sekunder generator belum diusulkan, yang memungkinkan pelepasan langsung dari generator tegangan berdenyut dan arus EMF induksi sendiri dari generator.

Juga, solusi terdekat adalah klasik diagram sirkuit untuk percobaan demonstrasi induksi elektromagnetik saat sirkuit dibuka. Sirkuit (perangkat) ini secara fungsional adalah generator pulsa EMF induksi sendiri. Sehubungan dengan hal tersebut di atas, sebagai prototipe, kami menerima instalasi yang ditunjukkan pada gambar - gbr. 424 hal. 231, buku teks: Kursus Fisika, bagian dua, ed. "Nauka", Moskow 1970 Penulis: L.S. Zhdanov, V.A. Maranjan.

Namun, dalam skema klasik, inti dari baja listrik secara struktural tidak dapat melakukan dua fungsi dalam perangkat secara bersamaan: belitan konduktif listrik dan klasik, seperti pada Gambar. 424 prototipe, sirkuit magnetik, yaitu inti (M) dari koil induksi. Prototipe tidak memungkinkan penghapusan langsung dan penggunaan EMF induksi diri yang terjadi di inti koil induksi klasik.

Tujuan dari penemuan yang diusulkan adalah penggunaan tegangan impuls dan implementasi desain belitan sekunder generator, yang akan memungkinkan pelepasan langsung tegangan impuls yang dihasilkan dari generator.

Hasil teknis, yang memberikan solusi teknis yang diusulkan, adalah perluasan yang signifikan dari gudang sarana untuk pembangkitan pulsa dan konversi listrik. Diklaim hasil teknis disediakan karena fakta bahwa generator pulsa EMF induksi sendiri dirancang secara struktural dalam bentuk belitan primer dan sekunder dari transformator step-up fase tunggal dalam standar kinerja teknis(dengan mempertimbangkan fakta bahwa belitan sekunder secara fungsional merupakan konduktor listrik dan sirkuit magnetik, diusulkan untuk mempertimbangkan desain yang disajikan sebagai koil induksi paling sederhana dengan inti yang dirancang dalam bentuk koil spiral dengan kemungkinan melepas EMF induksi sendiri darinya) dan dilengkapi dengan dua atau lebih konduktor, yang dipisahkan oleh dielektrik dan setiap konduktor memiliki terminal. Generator berbeda dalam hal gulungan primer (konduktor) tegangan rendah terbuat dari pita spiral dan memiliki setidaknya 2 lilitan yang dililit rapat atau dengan celah kecil, belok ke belokan, pita lilitan dibuat dengan lebar 120 hingga 200 mm dan ketebalan 1 sampai 2 mm; gulungan sekunder (konduktor) tegangan tinggi juga terbuat dari pita spiral, pita berliku terbuat dari baja listrik yang dilapisi dengan isolasi listrik dan memiliki setidaknya 100 lilitan yang dililit rapat atau dengan celah kecil, belok ke belokan, pita dibuat dengan lebar 120 sampai 200 mm dan tebal tidak lebih dari 0,1 mm. Gulungan primer terhubung secara elektrik ke baterai penyimpanan tegangan rendah melalui sakelar untuk membentuk sirkuit listrik tertutup, di mana belitan sekunder adalah belitan penghantar listrik dan sirkuit magnetik. Dalam hal ini, belitan belitan primer terletak di luar belitan belitan sekunder sedemikian rupa sehingga kedua belitan membentuk trafo step-up, di mana belitan sekunder merupakan koil induksi dari trafo tegangan tinggi, yang menyediakan arus listrik. konduktivitas karena pita baja listrik diisolasi dengan lapisan luar isolasi dan, pada saat yang sama, melakukan fungsi inti untuk belitan primer, EMF dihilangkan melalui konduktor yang terhubung secara elektrik ke ujung pita belitan sekunder, dan diperoleh karena operasi berkala kunci pemutus, dan karena frekuensi operasi kunci pemutus, tegangan impuls yang dihitung dan arus yang timbul pada belitan sekunder disediakan oleh rumus

di mana - di mana L adalah induktansi rangkaian atau koefisien proporsionalitas antara laju perubahan kekuatan arus dalam rangkaian dan EMF induksi diri yang dihasilkan,

- laju perubahan kekuatan arus dalam rangkaian listrik

Dalam kasus tertentu, belitan primer dapat dibuat dari konduktor tembaga atau aluminium, dapat memiliki 3 belitan atau lebih, jumlah belitan dibatasi oleh rasio transformator: rasio jumlah belitan sekunder dengan jumlah putaran belitan primer, yang menentukan rasio transformasi, mis. berapa tegangan pada belitan sekunder lebih besar dari pada primer. Sebagai contoh, baterai akumulator tegangan rendah dapat dinilai pada 12-24 volt dan itu adalah sumber arus searah. Secara khusus, operasi berkala kunci pemutus dilakukan dengan frekuensi industri arus bolak-balik 50 Hz. Dalam hal ini, frekuensi dapat secara teknis memungkinkan untuk diterapkan, tetapi 50 Hz lebih baik, karena lebih mudah untuk mengubah atau mengkonsumsinya menggunakan konverter standar atau peralatan listrik yang tersedia. EMF yang dihitung dari induksi sendiri pada belitan sekunder diberikan, khususnya, oleh geometri sirkit dan sifat magnetik inti untuk belitan primer. Sehingga dapat dibuat dengan bentuk kontur, yaitu dibuat bulat dengan diameter 150 mm atau lebih, yang tergantung pada rasio transformasi, yang menentukan diameter lilitan sekunder, tergantung pada ketebalan baja listrik yang digunakan, atau bentuk spiral yang bulat. Karena belitan sekunder adalah belitan tegangan tinggi dan terbuat dari baja listrik, ini berarti bahwa sifat magnetiknya ditentukan oleh bahan itu sendiri (yaitu, sifat magnetik sebenarnya dari baja listrik).

Penemuan dalam bentuk yang paling umum diilustrasikan dalam gambar. Spesifik desain tidak terbatas pada perwujudan yang ditunjukkan dalam gambar.

Gambar 1 menunjukkan tata letak gulungan primer dan sekunder dan baterai dengan pemutus kunci.

Gambar 2 menunjukkan bagian A-A sepanjang gulungan sekunder dan primer yang terhubung.

Solusi teknis ini diilustrasikan oleh gambar, yang tidak mencakup semua opsi desain yang mungkin untuk diagram koneksi yang disajikan.

Perangkat generator pulsa EMF induksi diri ditunjukkan pada gambar 1 dan gambar 2 (pada bagian), dan perangkat ini secara struktural dibuat dalam bentuk transformator step-up satu fase (dan juga secara struktural adalah induksi paling sederhana. koil), yang terdiri dari gulungan pita spiral (1) primer (konduktor tembaga atau aluminium), 2-3 putaran setebal 1-2 mm, lebar 120 mm, terhubung ke baterai tegangan rendah (2) 12-24 V - a sumber arus searah melalui kunci pemutus (3), membentuk rangkaian listrik tertutup.

Gulungan pita spiral tegangan tinggi sekunder (4) dari baja listrik yang dilapisi dengan insulasi listrik memiliki jumlah belitan 100 atau lebih, ketebalan pita adalah 0,1 mm, lebarnya 120 mm.

Gulungan sekunder (4) yang terbuat dari baja listrik melakukan dua fungsi dalam struktur secara bersamaan: belitan konduktif listrik dan sirkuit magnetik.

Sebagai penghantar listrik, lilitan sekunder (4) adalah kumparan induksi tegangan tinggi dari trafo step-up.

Sebagai sirkuit magnetik, belitan sekunder (4) adalah inti dari belitan primer (2) dari koil induksi klasik.

Belitan primer (1) dan sekunder (4) dari transformator step-up satu fasa dan dilengkapi dengan dua atau lebih konduktor (5), konduktor belitan sekunder memiliki terminal (6) - mis. EMF dihilangkan melalui konduktor (5, 6) yang terhubung secara elektrik ke ujung pita belitan sekunder, dan diperoleh karena operasi berkala dari kunci pemutus (3). Selain itu, arus yang timbul pada belitan sekunder dihitung dengan rumus

di mana L adalah induktansi rangkaian atau koefisien proporsionalitas antara laju perubahan kekuatan arus dalam rangkaian belitan primer (1) dan EMF induksi diri yang dihasilkan pada belitan sekunder (2),

- laju perubahan kekuatan arus dalam rangkaian listrik belitan primer (1) karena kunci pemutus (3).

Pengoperasian pemutus kunci (3) secara berkala dilakukan dengan frekuensi industri arus bolak-balik 50 Hz. EMF yang dihitung dari induksi sendiri pada belitan sekunder (4) disediakan oleh geometri rangkaian belitan sekunder (4) dan sifat magnetik inti (4) untuk belitan primer (1).

Bentuk sirkuit yang diperoleh dari belitan primer (1) dan sekunder (4), dalam versi yang disajikan, dibuat dengan diameter bundar 150 mm atau lebih.

Perangkat bekerja sebagai berikut.

Ketika kunci (3) menutup sirkuit listrik belitan primer (1), medan magnet muncul, energinya disimpan dalam medan magnet belitan sekunder (4).

Membuka kunci (3) dari rangkaian belitan primer (1) membentuk arus yang menurun, yang menurut aturan Lenz, cenderung mempertahankan EMF dari induksi induksi dari belitan sekunder (4).

Akibatnya, energi yang tersimpan dalam medan magnet belitan sekunder (4) diubah menjadi energi tambahan dari arus induksi-sendiri dari belitan primer (1), yang memasok rangkaian listrik belitan sekunder (4).

Bergantung pada jumlah energi magnetik yang tersimpan dalam rangkaian belitan sekunder (4), kekuatan arus induksi sendiri dapat berbeda dan ditentukan oleh rumus terkenal:

Dengan demikian, penemuan ini mencapai hasil teknis, yang terdiri dari fakta bahwa desain, material, dan fungsionalitas ganda dari belitan sekunder perangkat memungkinkan Anda untuk melepas dan menggunakan EMF induksi diri yang dihasilkan secara efektif.

Penerapan industri yang diusulkan solusi teknis dikonfirmasi aturan umum fisika. Jadi, efek induksi diri dijelaskan dalam buku teks (L.S. Zhdanov, V.A. Marandzhyan, kursus fisika untuk rata-rata lembaga khusus, bagian 2 kelistrikan, ed. Ketiga, stereotip, edisi utama literatur fisika dan matematika, M., 1970, hlm. 231,232.233. Induksi diri terjadi pada saat rangkaian terbuka, berbanding lurus dengan laju perubahan kuat arus pada rangkaian listrik. Di sirkuit tradisional, fenomena induksi diri selalu disertai dengan munculnya percikan api yang terjadi pada titik pemutusan sirkuit. Karena dalam desain yang diusulkan tidak ada pemutusan sirkuit listrik pada belitan sekunder (4) karena desainnya, tergantung pada jumlah energi magnet yang tersimpan di sirkuit ini, arus putus tidak memicu, tetapi masuk ke daya yang dihasilkan . Jadi, dalam desain belitan sekunder (4), ketika rangkaian DC pada belitan primer (1) dibuka, energi yang tersimpan dalam medan magnet dari rangkaian ini diubah menjadi energi arus induksi sendiri di dalam rangkaian belitan sekunder (4).

Karena gaya gerak listrik (EMF) adalah kuantitas sama dengan pekerjaan gaya eksternal, dalam kasus kami, ini adalah medan magnet yang berubah dari kumparan primer (1), mengacu pada unit muatan positif, ini adalah EMF yang bekerja di sirkuit atau di bagiannya, dalam kasus kami, ini adalah sekunder berliku (4). Gaya eksternal dapat dicirikan oleh kerja yang mereka lakukan pada muatan yang bergerak di sepanjang rantai, dan dimensi EMF bertepatan dengan dimensi potensial dan diukur dalam satuan yang sama. Oleh karena itu, besaran vektor E disebut juga kuat medan gaya-gaya luar. Medan gaya eksternal dalam kasus kami muncul karena medan magnet bolak-balik pada belitan primer (1). Dengan demikian, EMF yang bekerja dalam rangkaian tertutup dapat didefinisikan sebagai sirkulasi vektor kekuatan medan gaya eksternal, yaitu. gaya eksternal yang timbul pada belitan primer (1) karena gangguan Medan listrik pemecah kunci (3). Aturan ini memastikan terjadinya EMF induksi pada belitan sekunder (4). Fenomena fisik ini dijelaskan dalam buku teks (I.V. Savelyev, Course of Physics, volume 2, electrical, hlm. 84,85, ed. Stereotip kedua, ed. Sains, edisi utama literatur fisik dan matematika, M., 1966. ) .

Selain gaya luar, muatan dipengaruhi oleh gaya medan elektrostatik, yang timbul langsung di kumparan sekunder (4).

Perangkat ini juga menggunakan fenomena induksi elektromagnetik yang dijelaskan dalam (R.A. Mustafaev, V.G. Krivtsov, buku teks, fisika, untuk membantu pelamar universitas, ed. M., lulusan sekolah, 1989).

Dengan demikian, desain generator yang digunakan dalam penemuan yang diusulkan sebagai perangkat memungkinkan untuk secara efisien menghasilkan, melepas, dan menggunakan EMF induksi sendiri. Dengan demikian, perangkat dapat dibuat cara industri dan diperkenalkan sebagai generator pulsa EMF self-induksi efisien yang menjanjikan, yang memungkinkan perluasan gudang senjata sarana teknis untuk pembangkitan impuls dan konversi listrik.

MENGEKLAIM

1. Generator ggl induksi sendiri berdenyut, dirancang dalam bentuk transformator penaik satu fasa, terdiri dari belitan primer dan sekunder dan dilengkapi dengan dua atau lebih konduktor yang dipisahkan oleh dielektrik, dan konduktor tersebut memiliki kabel, dicirikan bahwa belitan primer tegangan rendah terbuat dari pita spiral dan memiliki setidaknya dua belitan yang dililit erat atau pada jarak kecil satu sama lain, pita belitan dibuat lebar 120-200 mm dan tebal 1-2 mm; gulungan sekunder tegangan tinggi juga terbuat dari pita spiral, pita berliku terbuat dari baja listrik dilapisi dengan isolasi listrik, memiliki setidaknya 100 lilitan luka erat atau pada jarak kecil satu sama lain, pita dibuat lebar 120-200 mm dan tidak lebih dari 0, 1 mm, belitan primer dihubungkan secara listrik ke baterai tegangan rendah melalui kunci pemutus untuk membentuk sirkuit listrik tertutup, dan belitan sekunder adalah belitan penghantar listrik dan sirkuit magnetik, sedangkan belitan sekunder adalah belitan penghantar listrik dan sirkuit magnetik. belitan dari belitan primer terletak di luar belitan dari belitan sekunder sedemikian rupa sehingga kedua belitan membentuk transformator step-up, di mana belitan sekunder adalah kumparan induksi dari transformator step-up, memberikan konduktivitas listrik karena pita baja listrik diisolasi dengan lapisan luar isolasi, dan pada saat yang sama bertindak sebagai inti untuk belitan primer, ggl dihilangkan melalui konduktor , terhubung secara elektrik ke ujung pita belitan sekunder, dan diperoleh karena pengoperasian kunci pemutus secara berkala.

2. Induksi sendiri ggl generator pulsa menurut klaim 1, dicirikan bahwa belitan primer terbuat dari konduktor tembaga atau aluminium.

3. Induksi sendiri ggl generator pulsa menurut klaim 1, dicirikan bahwa belitan primer memiliki tiga putaran.

4. Induksi sendiri ggl generator pulsa menurut klaim 1, dicirikan bahwa baterai tegangan rendah dirancang untuk 12-24 volt dan merupakan sumber arus searah.

5. Induksi sendiri ggl generator pulsa menurut klaim 1, dicirikan bahwa operasi berkala dari pemutus kunci dilakukan dengan frekuensi industri arus bolak-balik 50 Hz.

6. Generator pulsa induksi sendiri menurut klaim 1, dicirikan bahwa ggl induksi sendiri yang dihitung disediakan oleh geometri sirkit dan sifat magnetik inti untuk belitan primer.

7. Induksi sendiri ggl generator pulsa menurut klaim 1, dicirikan bahwa bentuk rangkaian dibuat bulat dengan diameter 150 mm atau lebih.

Induksi elektromagnetik - pembangkitan arus listrik oleh medan magnet yang berubah seiring waktu. Penemuan fenomena ini oleh Faraday dan Henry memperkenalkan simetri tertentu ke dunia elektromagnetisme. Maxwell dalam satu teori berhasil mengumpulkan pengetahuan tentang listrik dan magnet. Penelitiannya memprediksi keberadaan gelombang elektromagnetik sebelum pengamatan eksperimental. Hertz membuktikan keberadaan mereka dan membuka era telekomunikasi bagi umat manusia.

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

Eksperimen Faraday

Hukum Faraday dan Lenz

Arus listrik menciptakan efek magnetik. Apakah mungkin medan magnet menghasilkan medan listrik? Faraday menemukan bahwa efek yang diinginkan muncul karena perubahan medan magnet dari waktu ke waktu.

Ketika sebuah konduktor dilintasi oleh fluks magnet bolak-balik, gaya gerak listrik diinduksi di dalamnya, menyebabkan arus listrik. Sistem yang menghasilkan arus dapat berupa magnet permanen atau elektromagnet.

Fenomena induksi elektromagnetik diatur oleh dua hukum: hukum Faraday dan Lenz.

Hukum Lenz memungkinkan Anda untuk mengkarakterisasi gaya gerak listrik sehubungan dengan arahnya.

Penting! Arah ggl induksi sedemikian rupa sehingga arus yang ditimbulkannya cenderung menentang penyebab yang menciptakannya.

Faraday memperhatikan bahwa intensitas arus induksi meningkat ketika jumlah garis medan yang melintasi rangkaian berubah lebih cepat. Dengan kata lain, EMF dari induksi elektromagnetik secara langsung tergantung pada kecepatan bergerak fluks magnet.

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

induksi EMF

Rumus ggl induksi didefinisikan sebagai:

E \u003d - dF / dt.

Tanda "-" menunjukkan bagaimana polaritas ggl induksi terkait dengan tanda fluks dan kecepatan yang berubah.

Formulasi umum hukum induksi elektromagnetik diperoleh, dari mana ekspresi untuk kasus-kasus tertentu dapat diturunkan.

Pergerakan kawat dalam medan magnet

Ketika kawat dengan panjang l bergerak dalam medan magnet dengan induksi B, sebuah EMF akan diinduksi di dalamnya, sebanding dengan kecepatan liniernya v. Untuk menghitung EMF digunakan rumus:

dalam kasus gerakan konduktor tegak lurus terhadap arah medan magnet:

E \u003d - B x l x v;

dalam kasus gerakan pada sudut yang berbeda :

E \u003d - B x l x v x sin .

GGL dan arus induksi akan diarahkan ke arah yang kita temukan menggunakan aturan tangan kanan: Dengan meletakkan tangan tegak lurus dengan garis medan magnet dan mengarahkan ibu jari ke arah gerakan konduktor, Anda dapat mengetahui arah EMF dengan empat jari yang tersisa yang diluruskan.

Jpg?x15027" alt="(!LANG:Pindahkan kabel dalam MP" width="600" height="429">!}

Memindahkan kabel dalam MP

Kumparan berputar

Pengoperasian generator tenaga listrik didasarkan pada putaran rangkaian di MP, yang memiliki N putaran.

EMF diinduksi dalam rangkaian listrik setiap kali fluks magnet melintasinya, sesuai dengan definisi fluks magnet = B x S x cos (induksi magnet dikalikan dengan luas permukaan yang dilalui MP, dan kosinus dari sudut yang dibentuk oleh vektor B dan garis tegak lurus bidang S).

Ini mengikuti dari rumus bahwa F dapat berubah dalam kasus-kasus berikut:

intensitas perubahan MF - vektor B;
luas yang dibatasi oleh kontur bervariasi;
orientasi di antara mereka, yang diberikan oleh sudut, berubah.

Dalam percobaan pertama Faraday, arus induksi diperoleh dengan mengubah medan magnet B. Namun, dimungkinkan untuk menginduksi EMF tanpa menggerakkan magnet atau mengubah arus, tetapi cukup dengan memutar kumparan di sekitar sumbunya di medan magnet. Dalam hal ini, fluks magnet berubah karena perubahan sudut . Kumparan, selama rotasi, melintasi garis MP, timbul ggl.

Jika kumparan berputar secara merata, perubahan periodik ini menghasilkan perubahan fluks magnet secara periodik. Atau jumlah garis gaya MF yang dilintasi setiap detik mengambil nilai yang sama dengan interval waktu yang sama.

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

Rotasi kontur dalam MP

Penting! GGL induksi berubah dengan orientasi dari waktu ke waktu dari positif ke negatif dan sebaliknya. Representasi grafis dari EMF adalah garis sinusoidal.

Untuk rumus EMF induksi elektromagnetik, ekspresi digunakan:

E \u003d B x x S x N x sin t, di mana:

S adalah area yang dibatasi oleh satu putaran atau bingkai;
N adalah jumlah putaran;
adalah kecepatan sudut dengan mana kumparan berputar;
B – induksi MF;
sudut = t.

Dalam prakteknya, pada alternator, seringkali kumparan tetap diam (stator) dan elektromagnet berputar mengelilinginya (rotor).

Induksi diri EMF

Saat melewati kumparan arus bolak-balik, itu menghasilkan medan magnet variabel, yang memiliki fluks magnet yang berubah yang menginduksi EMF. Efek ini disebut induksi diri.

Karena MP sebanding dengan intensitas arus, maka:

di mana L adalah induktansi (H), ditentukan oleh kuantitas geometris: jumlah putaran per satuan panjang dan dimensi penampangnya.

Untuk ggl induksi, rumusnya berbentuk:

E \u003d - L x dI / dt.

Induksi timbal balik

Jika dua kumparan terletak berdampingan, maka EMF induksi timbal balik diinduksi di dalamnya, tergantung pada geometri kedua sirkuit dan orientasinya relatif satu sama lain. Ketika pemisahan sirkuit meningkat, induktansi timbal balik berkurang, karena fluks magnet yang menghubungkannya berkurang.

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

Induksi timbal balik

Biarkan ada dua gulungan. Melalui kawat satu kumparan dengan putaran N1, arus I1 mengalir, menciptakan MF yang melewati kumparan dengan putaran N2. Kemudian:

Induktansi timbal balik dari kumparan kedua relatif terhadap yang pertama:

M21 = (N2 x F21)/I1;

Fluks Magnetik:

F21 = (M21/N2) x I1;

Temukan ggl induksi:

E2 = - N2 x dФ21/dt = - M21x dI1/dt;

EMF diinduksi secara identik pada kumparan pertama:

E1 = - M12 x dI2/dt;

Penting! Gaya gerak listrik yang disebabkan oleh induktansi timbal balik dalam satu kumparan selalu sebanding dengan perubahan arus listrik di kumparan lainnya.

Induktansi timbal balik dapat dianggap sama dengan:

M12 = M21 = M.

Dengan demikian, E1 = - M x dI2/dt dan E2 = M x dI1/dt.

M = K (L1 x L2),

di mana K adalah koefisien kopling antara dua induktansi.

Fenomena induktansi timbal balik digunakan dalam transformator - perangkat listrik yang memungkinkan Anda untuk mengubah nilai tegangan arus listrik bolak-balik. Perangkat ini terdiri dari dua kumparan yang dililitkan di sekitar satu inti. Arus yang ada pada yang pertama menciptakan medan magnet yang berubah di sirkuit magnetik dan arus listrik di kumparan lainnya. Jika jumlah belitan belitan pertama kurang dari yang lain, tegangan meningkat dan sebaliknya.

Fenomena ini disebut induksi diri. (Konsep ini terkait dengan konsep induksi timbal balik, seolah-olah merupakan kasus khusus).

Arah EMF induksi sendiri selalu berubah sedemikian rupa sehingga ketika arus dalam rangkaian meningkat, EMF induksi sendiri mencegah kenaikan ini (berarah melawan arus), dan ketika arus berkurang, arus berkurang (co -diarahkan dengan arus). Dengan sifat ini, EMF induksi diri mirip dengan gaya inersia.

Nilai EMF induksi diri sebanding dengan laju perubahan arus:

Faktor proporsionalitas disebut koefisien induksi diri atau induktansi sirkuit (kumparan).

Induksi diri dan arus sinusoidal

Dalam kasus ketergantungan sinusoidal dari arus yang mengalir melalui koil pada waktunya, EMF induksi diri dalam koil tertinggal dari arus sefase sebesar (yaitu, sebesar 90 °), dan amplitudo EMF ini sebanding dengan amplitudo arus, frekuensi dan induktansi (). Bagaimanapun, laju perubahan suatu fungsi adalah turunan pertamanya, dan .

Untuk menghitung sirkuit yang kurang lebih kompleks yang mengandung elemen induktif, yaitu belokan, kumparan, dll. Perangkat di mana induksi diri diamati, (terutama, sepenuhnya linier, yaitu, tidak mengandung elemen non-linier) dalam kasus arus sinusoidal dan tegangan, metode impedansi kompleks digunakan atau, lebih kasus sederhana, versi yang kurang kuat, tetapi lebih visual adalah metode diagram vektor.

Perhatikan bahwa semua yang dijelaskan tidak hanya berlaku langsung untuk arus dan tegangan sinusoidal, tetapi juga praktis untuk yang sewenang-wenang, karena yang terakhir hampir selalu dapat diperluas menjadi integral seri atau Fourier dan dengan demikian direduksi menjadi sinusoidal.

Dalam hubungan yang kurang lebih langsung dengan ini, kita dapat menyebutkan penerapan fenomena induksi diri (dan, karenanya, induktor) di berbagai sirkuit osilasi, filter, saluran tunda dan berbagai rangkaian elektronik dan teknik listrik lainnya.

Induksi diri dan lonjakan arus

Karena fenomena induksi diri dalam rangkaian listrik dengan sumber EMF, ketika rangkaian ditutup, arus tidak terbentuk secara instan, tetapi setelah beberapa waktu. Proses serupa terjadi ketika sirkuit dibuka, sementara (dengan bukaan tajam) nilai EMF induksi sendiri saat ini dapat secara signifikan melebihi EMF sumber.

Paling sering di kehidupan biasa itu digunakan dalam koil pengapian mobil. Tegangan pengapian tipikal pada tegangan baterai 12V adalah 7-25 kV. Namun, kelebihan EMF dalam rangkaian keluaran di atas EMF baterai di sini tidak hanya disebabkan oleh gangguan arus yang tajam, tetapi juga karena rasio transformasi, karena paling sering itu bukan kumparan induktor sederhana yang digunakan. , tetapi koil transformator, yang belitan sekundernya, sebagai suatu peraturan, memiliki berkali-kali jumlah besar belokan (yaitu, dalam banyak kasus, sirkuit agak lebih kompleks daripada yang operasinya akan sepenuhnya dijelaskan melalui induksi sendiri; namun, fisika operasinya dalam versi ini sebagian bertepatan dengan fisika operasi sirkuit dengan kumparan sederhana).

Fenomena ini juga berlaku untuk pengapian Lampu Pijar dalam standar pola tradisional(di sini kita sedang berbicara khusus tentang sirkuit dengan induktor sederhana - tersedak).

Selain itu, harus selalu diperhitungkan saat membuka kontak, jika arus mengalir melalui beban dengan induktansi yang nyata: lompatan yang dihasilkan pada EMF dapat menyebabkan kerusakan celah interkontak dan / atau efek yang tidak diinginkan lainnya, untuk menekan yang dalam hal ini, sebagai suatu peraturan, perlu untuk mengambil berbagai tindakan khusus.

Catatan

Tautan

Tentang induksi diri dan induksi timbal balik dari "School for an Electrician"

Yayasan Wikimedia. 2010 .

Bourdon, Robert Gregory
Juan Amar

Lihat apa itu "Induksi diri" di kamus lain:

induksi diri- induksi diri ... Kamus Ejaan

INDUKSI DIRI- terjadinya ggl induksi dalam sirkuit konduktor ketika kekuatan arus berubah di dalamnya; kasus khusus induksi elektromagnetik. Ketika arus dalam rangkaian berubah, fluks magnet berubah. induksi melalui permukaan yang dibatasi oleh kontur ini, menghasilkan ... Ensiklopedia Fisik

INDUKSI DIRI- eksitasi gaya gerak listrik induksi (ggl) dalam rangkaian listrik ketika arus listrik dalam rangkaian ini berubah; kasus spesial induksi elektromagnetik. Gaya gerak listrik induksi diri berbanding lurus dengan laju perubahan arus; ... ... Kamus Ensiklopedis Besar

INDUKSI DIRI- INDUKSI DIRI, induksi diri, untuk wanita. (fisik). 1. hanya unit Fenomena bahwa ketika arus berubah dalam konduktor, gaya gerak listrik muncul di dalamnya, mencegah perubahan ini. Kumparan induksi diri. 2. Perangkat yang memiliki ... ... Kamus Ushakov

INDUKSI DIRI- (Induksi diri) 1. Perangkat dengan resistansi induktif. 2. Fenomena yang terdiri dari fakta bahwa ketika arus listrik berubah besar dan arah dalam sebuah konduktor, gaya gerak listrik muncul di dalamnya yang mencegah hal ini ... ... Marine Dictionary

INDUKSI DIRI- panduan gaya gerak listrik di kabel, serta di belitan listrik. mesin, transformator, aparatus dan instrumen ketika mengubah besar atau arah arus listrik yang mengalir melaluinya. saat ini. Arus yang mengalir melalui kabel dan belitan menciptakan di sekitar mereka ... ... Kamus teknik kereta api

induksi diri- induksi elektromagnetik yang disebabkan oleh perubahan fluks magnet yang saling mengunci dengan rangkaian, akibat adanya arus listrik pada rangkaian ini... Sumber : ELEKTROTEHNIKA. SYARAT DAN DEFINISI KONSEP DASAR. GOST R 52002 2003 (disetujui ... ... Terminologi resmi

induksi diri- kata benda, jumlah sinonim: 1 eksitasi gaya gerak listrik (1) kamus sinonim ASIS. V.N. Trishin. 2013 ... Kamus sinonim

induksi diri- Induksi elektromagnetik, yang disebabkan oleh perubahan fluks magnet yang saling terkait dengan rangkaian, karena arus listrik di rangkaian ini. [GOST R 52002 2003] EN induksi elektromagnetik induksi diri dalam tabung arus karena variasi… … Buku Pegangan Penerjemah Teknis

INDUKSI DIRI- kasus khusus induksi elektromagnetik (lihat (2)), yang terdiri dari terjadinya EMF yang diinduksi (diinduksi) dalam suatu rangkaian dan karena perubahan waktu medan magnet yang diciptakan oleh berbagai arus yang mengalir dalam rangkaian yang sama. . .. ... Ensiklopedia Politeknik Hebat

Buku

Satu set meja. Fisika. Elektrodinamika (10 tabel), . Album edukasi 10 lembar. Listrik, kekuatan saat ini. Perlawanan. Hukum Ohm untuk bagian sirkuit. Ketergantungan resistansi konduktor pada suhu. Sambungan kawat. EMF. Hukum Ohm…

INDUKSI DIRI

Setiap konduktor yang dilalui arus listrik. arus berada dalam medan magnetnya sendiri.

Ketika kekuatan arus berubah dalam konduktor, medan m berubah, mis. fluks magnet yang diciptakan oleh perubahan arus ini. Perubahan fluks magnet menyebabkan munculnya pusaran el. medan dan ggl induksi muncul di sirkuit.

Fenomena ini disebut induksi diri.
Self-induction - fenomena terjadinya induksi EMF di email. rangkaian sebagai akibat dari perubahan kekuatan arus.
GGL yang dihasilkan disebut Induksi diri EMF

Menutup sirkuit

Saat menutup di el. meningkatnya arus dalam rangkaian, yang menyebabkan peningkatan fluks magnet pada kumparan, timbul pusaran listrik. medan yang diarahkan melawan arus, mis. EMF induksi diri terjadi di koil, yang mencegah arus naik di sirkuit (medan pusaran memperlambat elektron).
Hasil dari L1 menyala nanti, daripada L2.

Rangkaian terbuka

Ketika rangkaian listrik dibuka, arus berkurang, ada penurunan m.aliran dalam kumparan, medan listrik pusaran muncul, diarahkan seperti arus (cenderung mempertahankan kekuatan arus yang sama), yaitu. Sebuah ggl induktif-diri muncul di koil, yang mempertahankan arus di sirkuit.
Akibatnya, L saat dimatikan berkedip terang.

Kesimpulan

dalam teknik elektro, fenomena induksi diri memanifestasikan dirinya ketika sirkuit ditutup (arus listrik meningkat secara bertahap) dan ketika sirkuit dibuka (arus listrik tidak langsung hilang).

Apa EMF induksi diri bergantung pada?

Surel arus menciptakan medan magnetnya sendiri. Fluks magnet yang melalui rangkaian sebanding dengan induksi medan magnet (Ф ~ B), induksi sebanding dengan kuat arus pada penghantar
(B~I), oleh karena itu fluks magnet sebanding dengan kuat arus (Ф~I).
EMF induksi diri tergantung pada tingkat perubahan kekuatan saat ini di email. sirkuit, dari sifat-sifat konduktor
(ukuran dan bentuk) dan pada permeabilitas magnetik relatif dari media di mana konduktor berada.
Kuantitas fisik yang menunjukkan ketergantungan EMF induksi diri pada ukuran dan bentuk konduktor dan pada lingkungan di mana konduktor berada disebut koefisien induksi diri atau induktansi.

Induktansi - fisik. nilai yang secara numerik sama dengan EMF induksi diri yang terjadi pada rangkaian ketika kekuatan arus berubah sebesar 1 ampere dalam 1 detik.
Juga, induktansi dapat dihitung dengan rumus:

di mana F adalah fluks magnet yang melalui rangkaian, I adalah kekuatan arus dalam rangkaian.

Unit induktansi dalam sistem SI:

Induktansi kumparan tergantung pada:
jumlah lilitan, ukuran dan bentuk kumparan, dan permeabilitas magnetik relatif medium
(kemungkinan inti).

EMF induksi sendiri mencegah peningkatan kekuatan arus saat rangkaian dihidupkan dan penurunan kekuatan arus saat rangkaian dibuka.

Di sekitar penghantar berarus terdapat medan magnet yang memiliki energi.
Dari mana asalnya? Sumber saat ini termasuk dalam el. rantai, memiliki simpanan energi.
Pada saat menutup email. Di sirkuit, sumber arus mengeluarkan sebagian energinya untuk mengatasi aksi EMF yang muncul dari induksi diri. Bagian energi ini, yang disebut energi diri arus, menuju pembentukan medan magnet.

Energi medan magnet adalah energi arus sendiri.
Energi sendiri dari arus secara numerik sama dengan pekerjaan yang harus dilakukan sumber arus untuk mengatasi EMF induksi sendiri untuk menciptakan arus dalam rangkaian.

Energi medan magnet yang diciptakan oleh arus berbanding lurus dengan kuadrat kekuatan arus.
Di mana energi medan magnet hilang setelah arus berhenti? - menonjol (ketika sirkuit dengan arus yang cukup besar dibuka, percikan atau busur dapat terjadi)

PERTANYAAN UNTUK KERJA VERIFIKASI
pada topik "Induksi elektromagnetik"

1. Sebutkan 6 cara untuk mendapatkan arus induksi.
2. Fenomena induksi elektromagnetik (definisi).
3. Aturan Lenz.
4. Fluks magnet (definisi, gambar, rumus, besaran masuk, satuan pengukurannya).
5. Hukum induksi elektromagnetik (definisi, rumus).
6. Sifat medan listrik pusaran.
7. EMF induksi konduktor yang bergerak dalam medan magnet seragam (alasan penampilan, gambar, rumus, nilai input, unit pengukurannya).
7. Induksi diri (manifestasi singkat dalam teknik elektro, definisi).
8. EMF induksi diri (tindakan dan formulanya).
9. Induktansi (definisi, rumus, satuan pengukuran).
10. Energi medan magnet arus (rumus dari mana energi medan m. arus muncul, di mana ia menghilang ketika arus berhenti).

Arus listrik yang melewati konduktor menciptakan medan magnet di sekitarnya. Fluks magnet yang melalui rangkaian dari konduktor ini sebanding dengan modul induksi B dari medan magnet di dalam rangkaian, dan induksi medan magnet, pada gilirannya, sebanding dengan kekuatan arus dalam konduktor. Oleh karena itu, fluks magnet yang melalui rangkaian berbanding lurus dengan kekuatan arus dalam rangkaian:

Koefisien proporsionalitas antara kuat arus I dalam rangkaian dan fluks magnet F yang dihasilkan oleh arus ini disebut induktansi. Induktansi tergantung pada ukuran dan bentuk konduktor, pada sifat magnetik lingkungan di mana konduktor berada.

Satuan induktansi.

per unit induktansi dalam sistem internasional diterima henry Satuan ini ditentukan berdasarkan rumus (55.1):

Induktansi rangkaian adalah sama jika, dengan arus DC 1 A, fluks magnet yang melalui rangkaian adalah

Induksi diri.

Ketika kekuatan arus dalam kumparan berubah, fluks magnet yang diciptakan oleh arus ini berubah. Perubahan fluks magnet yang menembus kumparan harus menyebabkan munculnya ggl induksi dalam kumparan. Fenomena terjadinya induksi EMF di

Rangkaian listrik akibat adanya perubahan kuat arus pada rangkaian ini disebut induksi sendiri.

Sesuai dengan aturan Lenz, EMF induksi diri mencegah peningkatan kekuatan arus saat rangkaian dihidupkan dan penurunan kekuatan arus saat rangkaian dimatikan.

Fenomena induksi sendiri dapat diamati dengan merakit sirkuit listrik dari koil dengan induktansi besar, resistor, dua lampu pijar identik dan sumber arus (Gbr. 197). Resistor harus memiliki yang sama hambatan listrik serta kawat kumparan. Pengalaman menunjukkan bahwa ketika rangkaian ditutup, lampu listrik yang dihubungkan seri dengan kumparan menyala lebih lambat daripada lampu yang dihubungkan secara seri dengan resistor. Peningkatan arus dalam rangkaian kumparan saat penutupan dicegah oleh EMF induksi diri yang terjadi dengan peningkatan fluks magnet dalam kumparan. Saat sumber listrik dimatikan, kedua lampu berkedip. Dalam hal ini, arus dalam rangkaian didukung oleh EMF induksi sendiri, yang terjadi ketika fluks magnet dalam kumparan berkurang.

EMF induksi diri yang timbul dalam kumparan dengan induktansi menurut hukum induksi elektromagnetik adalah sama dengan

EMF induksi diri berbanding lurus dengan induktansi kumparan dan laju perubahan kekuatan arus dalam kumparan.

Menggunakan ekspresi (55.3), kita dapat memberikan definisi kedua dari unit induktansi: elemen dari rangkaian listrik memiliki induktansi jika, dengan perubahan seragam dalam kekuatan arus dalam rangkaian sebesar 1 A selama 1 s, EMF sebesar induksi diri 1 V terjadi di dalamnya.

Energi medan magnet.

Ketika induktor terputus dari sumber arus, lampu pijar yang terhubung secara paralel dengan kumparan memberikan kilatan singkat. Arus di sirkuit muncul di bawah aksi EMF induksi sendiri. Sumber energi yang dilepaskan dalam hal ini pada rangkaian listrik adalah medan magnet kumparan.

Energi medan magnet sebuah induktor dapat dihitung dengan cara berikut. Untuk menyederhanakan perhitungan, pertimbangkan kasus ketika, setelah melepaskan koil dari sumber, arus dalam rangkaian berkurang seiring waktu menurut hukum linier. Dalam hal ini, EMF induksi diri memiliki nilai konstan yang sama dengan