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EDS 자기 유도 정의. 자기 유도의 EMF는 무엇입니까

본 발명은 전기 공학, 특히 유도 전류 발생기의 설계에 관한 것이며, 전자기 설비 및 전기 기계, 예를 들어 모터, 발전기, 변압기, 특히 승압 변압기에 사용될 수 있습니다. 기술적 결과는 2차 권선에 펄스 전압을 사용하여 출력에서 ​​emf를 증가시키고 생성기에서 생성된 펄스 전압을 직접 제거할 수 있는 2차 권선 설계를 구현하는 동시에 1차 권선의 총 전력으로 구성됩니다. 및 2차 권선. 6권 f-ly, 2 병.

RF 특허 2524387에 대한 도면

본 발명은 전기 공학, 특히 펄스 유도 전류 발생기의 설계에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 펄스 발생기의 사용 EMF 자기 유도다양한 전자기 설치 및 전기 기계에 펄스 전원 공급 장치를 제공하여 펄스 에너지 소스의 무기고를 크게 확장할 수 있습니다. 공지된 선행 기술 "유도 동기 발전기", Application RU 9811934 7, publ. 2000년 9월 10일, IPC H02K 21/14, 전류가 맥동하는 전기자 및 인덕터(회전자)의 고정자 권선 전류를 사용하여 자기장고정자 전기자 권선 전류. 발전기의 작동 모드를 확장할 수 있습니다. 그러나 발전기에는 회전 부품이 포함되어 있으므로 이러한 발전기의 모든 단점이 있습니다. 전력 스위칭과 관련된 문제는 해결되지 않습니다. 제안된 설계에서는 요구되는 높은 전압을 얻는 것이 불가능합니다.

제너레이터로 유명함 전기 에너지", 출원 RU 9402533 5, 공개. 1996년 6월 10일, IPC H02K 19/16, 코어, 유도 코일 및 여자 권선이 있는 복합 링 권선을 포함합니다. 발전기의 성능을 높이고 고정자 권선의 유도 저항을 줄이며 비용을 절감할 수 있습니다. 기계 작업기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하고 효율성을 높일 때. 그러나 발전기는 설계 특성으로 인해 자체 유도 EMF를 사용할 수 없습니다. 발전기에는 회전 부품이 포함되어 있으므로 이러한 발전기의 모든 단점이 있습니다. 전력 스위칭과 관련된 문제는 해결되지 않습니다.

모두 다 아는 실용 신안"결합된 전자기 권선", 특허 RU 96443, publ. 2010년 7월 27일, IPC H01F 5/00, 리드가 있는 두 개 이상의 도체가 있고 도체가 유전체로 분리되어 있습니다. 작동 모드를 확장할 수 있습니다. 그러나 두 도체 모두 1차 권선으로 사용되며 고전압 2차 권선이 없으므로 권선을 고전압 변압기에 사용할 수 없으며 2차 권선에서 유도 EMF의 제거 및 사용을 보장하지 않습니다.

본 발명에 대한 가장 가까운 적용은 "전기 에너지를 생성하기 위한 유도 정적 방법 및 그 구현을 위한 장치", RU 2004124018, publ. 2006년 1월 27일, IPC H01F 1/00에 따르면 자유 자기 에너지가 유도 종속 상태로 전환되는 인덕터를 형성하는 1차 및 2차 권선이 있으며 유도의 EMF가 유도되고 자속 밀도 증가에 비례하여 얻어진다. 전력. 자속 압축량만큼 인덕턴스가 적은 2차 권선을 사용하여 비례 압축 및 발전기 전력 증가를 달성합니다. 이 방법은 유도와 동시에 정적 생성 방법을 사용합니다. 그러나 생성기의 2차 권선 설계는 제안되지 않았으므로 생성기에서 생성된 펄스 전압 및 자기 유도 EMF 전류를 직접 제거할 수 있습니다.

또한 가장 가까운 솔루션은 고전 회로도실증 실험을 위해 전자기 유도회로가 열렸을 때. 이 회로(장치)는 기능적으로 자체 유도 EMF 펄스 발생기입니다. 앞서 말한 것과 관련하여 프로토 타입으로 그림에 표시된 설치를 수락합니다 - 그림 424 p.231, 교과서: 물리학 과정, 파트 2, ed. "Nauka", 모스크바 1970 저자: L.S. Zhdanov, V.A. 마란잔.

그러나 고전적 체계에서 핵심은 전기강판구조적으로 그것은 장치에서 두 가지 기능을 동시에 수행할 수 없습니다: 전기 전도성 권선과 고전적인 것은 그림 424 프로토타입에서와 같이 자기 회로, 즉 유도 코일의 코어(M)입니다. 프로토타입은 고전적인 유도 코일의 코어에서 발생하는 자기 유도 EMF의 직접적인 제거 및 사용을 허용하지 않습니다.

제안된 발명의 목적은 임펄스 전압을 사용하고 생성기의 2차 권선 설계를 구현하여 생성기로부터 결과적인 임펄스 전압을 직접 제거할 수 있도록 하는 것입니다.

제안된 기술 솔루션이 제공하는 기술적 결과는 펄스 생성 및 전기 변환 수단을 크게 확장한 것입니다. 청구됨 기술적 결과자기유도 EMF 펄스 발생기는 구조적으로 단상 승압 변압기의 1차 및 2차 권선의 형태로 설계되어 있기 때문에 제공 기술적 성능(2차 권선이 기능적으로 전기 도체이자 자기 회로라는 사실을 고려할 때, 제시된 설계를 제거 가능성이 있는 나선형 코일 형태로 설계된 코어가 있는 가장 단순한 유도 코일로 간주하는 것이 제안됩니다. 자체 유도 EMF) 두 개 이상의 도체가 장착되어 있으며 유전체로 분리되어 있으며 각 도체에는 단자가 있습니다. 발전기는 저전압의 1차 권선(도체)이 나선형 테이프로 만들어지고 2회 이상 단단히 감겨 있거나 작은 간격으로 회전하여 회전하며 권선 테이프는 너비 120~200mm로 만들어진다는 점에서 다릅니다. 및 1 내지 2 mm의 두께; 고전압의 2 차 권선 (도체)도 나선형 테이프로 만들어지며 권선 테이프는 전기 절연체로 코팅 된 전기 강으로 만들어지며 적어도 100 회 단단히 감거나 작은 간격으로 감아 돌리면 테이프가 만들어집니다. 너비가 120 ~ 200mm이고 두께가 0.1mm 이하입니다. 1차 권선은 스위치를 통해 저전압 축전지에 전기적으로 연결되어 폐쇄 전기 회로를 형성하며, 2차 권선은 전기 전도성 권선과 자기 회로 모두입니다. 이 경우 1차 권선의 권선은 두 권선이 모두 승압 변압기를 형성하는 방식으로 2차 권선의 권선 외부에 위치하며, 여기서 2차 권선은 고전압 변압기의 유도 코일이며, 절연 외층으로 절연된 전기 강철 테이프로 인한 전도성과 동시에 1차 권선의 기능 코어를 수행하며, EMF는 2차 권선 테이프의 끝에 전기적으로 연결된 도체에 의해 제거되며, 는 차단기 키의 주기적인 작동으로 인해 얻어지며 차단기 키의 작동 빈도로 인해 2차 권선에서 발생하는 계산된 임펄스 전압과 전류는 다음 공식으로 제공됩니다.

여기서 - L은 회로의 인덕턴스 또는 회로의 전류 강도 변화율과 결과적인 자기 유도 EMF 사이의 비례 계수,

- 전기 회로의 전류 강도 변화율

특정 경우에, 1차 권선은 구리 또는 알루미늄 도체로 만들어질 수 있고, 3회 이상을 가질 수 있고, 권선 수는 변압기 비율에 의해 제한됩니다. 권선 수에 대한 2차 권선 수의 비율 변환 비율을 결정하는 1 차 권선의 권수, 즉 2차 권선의 전압이 1차 권선보다 얼마나 큰지. 예를 들어, 축전지저전압은 12-24볼트에서 정격될 수 있으며 소스입니다. 직류. 특히, 차단기 키의 주기적 작동은 50Hz의 교류 전류의 산업 주파수로 수행됩니다. 이 경우 주파수는 기술적으로 구현이 가능하지만 사용 가능한 표준 변환기 또는 전기 제품을 사용하여 변환하거나 소비하는 것이 더 쉽기 때문에 50Hz가 더 좋습니다. 2차 권선에서 계산된 자체 유도 EMF는 특히 1차 권선에 대한 코어의 자기적 특성과 회로의 기하학적 구조에 의해 제공됩니다. 따라서 사용하는 전기강판의 두께에 따라 2차 권선의 직경을 결정하는 변태율에 따라 직경 150mm 이상으로 둥글게 만들어지는 등고선 모양으로 만들 수 있습니다. 둥근 나선 모양. 2차 권선은 고전압 권선으로 전기강판으로 만들어지기 때문에 재료 자체(즉, 전기강판의 실제 자기특성)에 의해 자기적 성질이 결정된다.

가장 일반화된 형태의 발명이 도면에 예시되어 있다. 특정한 설계도면에 도시된 실시예로 제한되지 않는다.

그림 1은 1차 및 2차 권선과 키 브레이커가 있는 배터리의 레이아웃을 보여줍니다.

그림 2는 보여줍니다 섹션 A-A연결된 2차 및 1차 권선을 따라.

이 기술 솔루션은 그림으로 설명되어 있으며 제시된 연결 다이어그램에 대해 가능한 모든 설계 옵션을 다루지는 않습니다.

자기 유도의 EMF 펄스 발생기의 장치는 그림 1과 그림 2(단면)에 나와 있으며, 이 장치는 구조적으로 단상 승압 변압기의 형태로 만들어집니다(또한 구조적으로 가장 간단한 유도 코일), 1차 (1) 나선형 테이프 권선(구리 또는 알루미늄 도체), 2-3회 1-2mm 두께, 120mm 너비, 저전압 배터리에 연결됨(2) 12-24V - a로 구성됨 차단기 키(3)를 통한 직류 소스, 폐쇄 전기 회로 형성 .

2차 고전압 나선형 테이프 권선(4)은 전기 절연체로 코팅된 전기강판으로 100회 이상, 테이프 두께 0.1mm, 너비 120mm입니다.

전기 강철로 만들어진 2차 권선(4)은 구조에서 전기 전도성 권선과 자기 회로의 두 가지 기능을 동시에 수행합니다.

전기 도체로서 2차 권선(4)은 승압 변압기의 고전압 유도 코일입니다.

자기 회로로서 2차 권선(4)은 기존 유도 코일의 1차 권선(2)에 대한 코어입니다.

단상 승압 변압기의 1차(1) 및 2차(4) 권선에는 2개 이상의 도체(5)가 장착되어 있으며, 2차 권선 도체에는 단자(6)가 있습니다. EMF는 2차 권선 테이프의 끝에 전기적으로 연결된 도체(5, 6)에 의해 제거되며 차단기 키(3)의 주기적인 작동으로 인해 얻어집니다. 또한 2차 권선에서 발생하는 전류는 다음 공식으로 계산됩니다.

여기서 L은 회로의 인덕턴스 또는 1차 권선(1) 회로의 전류 강도 변화율과 2차 권선(2)의 자기 유도 결과 EMF 사이의 비례 계수,

-차단기 키(3)로 인해 1차 권선(1)의 전기 회로에서 전류 강도의 변화율.

키 차단기(3)의 주기적 작동은 50Hz의 교류 전류의 산업 주파수로 수행됩니다. 2차 권선(4)에서 계산된 자체 유도 EMF는 2차 권선(4) 회로의 기하학적 구조와 1차 권선(1)에 대한 코어(4)의 자기 특성에 의해 제공됩니다.

제시된 버전에서 1차(1) 및 2차(4) 권선에 의해 얻은 회로의 모양은 150mm 이상의 원형 직경으로 만들어집니다.

장치는 다음과 같이 작동합니다.

키(3)가 1차 권선(1)의 전기 회로를 닫으면 자기장이 발생하고 그 에너지는 2차 권선(4)의 자기장에 저장됩니다.

1차 권선(1) 회로의 키(3)를 열면 감소하는 전류가 형성되며, 이는 Lenz 규칙에 따라 2차 권선(4)의 유도 유도 EMF를 유지하는 경향이 있습니다.

결과적으로, 2차 권선(4)의 자기장에 저장된 에너지는 2차 권선(4)의 전기 회로에 공급되는 1차 권선(1)의 자기 유도 전류의 추가 에너지로 변환됩니다.

2차 권선(4) 회로에 저장된 자기 에너지의 양에 따라 자체 유도 전류의 전력이 달라질 수 있으며 잘 알려진 공식에 의해 결정됩니다.

따라서, 본 발명은 장치의 2차 권선의 설계, 재료 및 이중 기능을 통해 결과적인 자기 유도 EMF를 제거하고 효과적으로 사용할 수 있다는 사실로 구성된 기술적 결과를 달성합니다.

제안된 산업적 이용 가능성 기술 솔루션확인 일반적인 규칙물리학. 따라서 자기 유도의 효과는 교과서에 설명되어 있습니다 (L.S. Zhdanov, V.A. Marandzhyan, 평균 물리 과정 특수 기관, 파트 2 전기, 에드. 셋째, 고정 관념, 물리 및 수학 문학의 주요 판, M., 1970, pp. 231,232,233). 자기 유도는 회로가 열릴 때 발생하며 전기 회로의 전류 강도 변화율에 정비례합니다. 전통적인 회로에서 자기 유도 현상은 항상 회로를 차단하는 지점에서 발생하는 스파크의 출현을 동반합니다. 제안된 설계에서는 설계상 2차 권선(4)의 전기 회로에 단선이 없기 때문에 이 회로에 저장된 자기 에너지의 양에 따라 차단 전류는 스파크가 발생하지 않고 발전된 전력으로 전달됩니다. . 따라서 2차 권선(4)의 설계에서 1차 권선(1)의 DC 회로가 열리면 이 회로의 자기장에 저장된 에너지가 자기 유도 전류의 에너지로 변환됩니다. 2차 권선 회로(4).

기전력(EMF)이 양이기 때문에 일과 동등하다외력, 우리의 경우 이것은 1차 코일(1)의 변화하는 자기장이며 양전하의 단위라고 합니다. 이것은 회로 또는 해당 섹션에서 작용하는 EMF입니다. 우리의 경우 이것은 2차 권선 (4). 외력은 사슬을 따라 이동하는 전하에 하는 일에 의해 특징지어질 수 있으며 EMF의 치수는 전위의 치수와 일치하며 동일한 단위로 측정됩니다. 따라서 벡터량 E를 외력의 전계 강도라고도 합니다. 우리의 경우 외력의 장은 1 차 권선 (1)의 교류 자기장으로 인해 발생합니다. 따라서 폐쇄 회로에서 작용하는 EMF는 외부 힘의 전계 강도 벡터의 순환으로 정의할 수 있습니다. 차단으로 인해 1차 권선(1)에서 발생하는 외력 전기장키 브레이커(3). 이 규칙은 2차 권선(4)에서 유도 EMF의 발생을 보장합니다. 이 물리적 현상은 교과서에 설명되어 있습니다(I.V. Savelyev, Course of Physics, volume 2, electric, pp. 84,85, ed. Second stereotypical, ed. Science, main edition of 물리 및 수학 문학, M., 1966. ) .

외력 외에도 전하는 2차 코일(4)에서 직접 발생하는 정전기장의 힘에 의해 영향을 받습니다.

이 장치는 또한 (R.A. Mustafaev, V.G. Krivtsov, 교과서, 물리학, 대학 지원자를 돕기 위해, ed. M., 대학원, 1989).

따라서, 제안된 발명에서 사용되는 발전기를 장치로 설계함으로써 자기유도 EMF를 효율적으로 생성, 제거 및 사용할 수 있다. 따라서 장치를 만들 수 있습니다. 산업 방식무기고를 확장할 수 있는 유망한 효율적인 자기 유도 EMF 펄스 발생기로 소개됩니다. 기술적 수단임펄스 생성 및 전기 변환용.

주장하다

1. 단상 승압 변압기의 형태로 설계된 펄스 자기 유도 기전력 발생기로서, 1차 권선과 2차 권선으로 구성되고 유전체에 의해 분리된 2개 이상의 도체가 장착되고 도체에 도선이 있고, 저전압 1차 권선은 나선형 테이프로 만들어지고 적어도 2회 감겨서 단단하게 또는 서로 약간 떨어져 있는 것을 특징으로 하고, 권선 테이프는 폭 120-200mm, 두께 1-2mm로 만들어지고; 2 차 고전압 권선도 나선형 테이프로 만들어지며 권선 테이프는 전기 절연체로 코팅 된 전기 강으로 만들어지며 적어도 100 회 단단히 감거나 서로 작은 거리를두고 테이프는 120-200mm 너비로 만들어집니다. 두께가 1mm 이하이고, 1차 권선이 키 차단기를 통해 저전압 배터리에 전기적으로 연결되어 폐쇄 전기 회로를 형성하고, 2차 권선이 전기 전도성 권선 및 자기 회로인 반면, 1차 권선의 권선은 두 권선이 승압 변압기를 형성하는 방식으로 2차 권선의 권선 외부에 위치하며, 여기서 2차 권선은 승압 변압기의 유도 코일이며, 절연체의 외부 층으로 절연된 전기 강철 테이프와 동시에 1차 권선의 코어 역할을 하는 EMF는 도체를 통해 제거됩니다. , 2차 권선 테이프의 끝단에 전기적으로 연결되며, 차단기 키의 주기적인 작동으로 인해 얻어진다.

제1항에 있어서, 1차 권선은 구리 또는 알루미늄 도체로 만들어지는 것을 특징으로 하는 펄스 발생기 EMF 자기 유도.

제1항에 있어서, 1차 권선은 3개의 권선을 갖는 것을 특징으로 하는 펄스 발생기 EMF 자기 유도.

제1항에 있어서, 저전압 배터리가 12-24 볼트용으로 설계되고 직류 소스인 것을 특징으로 하는 펄스 발생기 EMF 자기 유도.

제1항에 있어서, 상기 키-브레이커의 주기적 작동은 50Hz의 교류 전류의 산업 주파수로 수행되는 것을 특징으로 하는 펄스 발생기 EMF 자기 유도.

제1항에 있어서, 계산된 자기 유도 기전력은 1차 권선에 대한 회로의 기하학적 구조 및 코어의 자기 특성에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 자기 유도 펄스 발생기.

제1항에 있어서, 상기 회로의 형상은 직경 150mm 이상의 원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 펄스 발생기 EMF 자기 유도.

전자기 유도 - 시간이 지남에 따라 변하는 자기장에 의한 전류 생성. Faraday와 Henry에 의한 이 현상의 발견은 전자기학의 세계에 일정한 대칭을 도입했습니다. Maxwell은 한 이론에서 전기와 자기에 대한 지식을 수집했습니다. 그의 연구는 존재를 예측했습니다 전자파실험 관찰 전에. Hertz는 그들의 존재를 증명하고 인류에게 통신의 시대를 열었습니다.

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패러데이의 실험

패러데이 법칙과 렌츠 법칙

전류는 자기 효과를 생성합니다. 자기장이 전기를 생성할 수 있습니까? Faraday는 시간에 따른 자기장의 변화로 인해 원하는 효과가 발생한다는 것을 발견했습니다.

도체가 교류 자속에 의해 교차되면 기전력이 유도되어 전류가 발생합니다. 전류를 생성하는 시스템은 영구 자석또는 전자석.

전자기 유도 현상은 패러데이 법칙과 렌츠 법칙의 두 가지 법칙에 의해 지배됩니다.

렌츠의 법칙을 사용하면 방향과 관련하여 기전력을 특성화할 수 있습니다.

중요한!유도 된 EMF의 방향은 그것이 일으키는 전류가 그것을 생성하는 원인에 반대하는 경향이 있습니다.

패러데이는 회로를 가로지르는 힘의 선 수가 더 빠르게 변할 때 유도 전류의 강도가 증가한다는 것을 알아냈습니다. 즉, 전자기 유도의 EMF는 이동 속도에 직접적으로 의존합니다. 자속.

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EMF 유도

유도 EMF 공식은 다음과 같이 정의됩니다.

E \u003d - dF / dt.

"-"기호는 유도 기전력의 극성이 자속 및 변화하는 속도의 부호와 어떻게 관련되어 있는지 보여줍니다.

전자기 유도 법칙의 일반적인 공식이 얻어지며, 이로부터 특정 경우에 대한 표현이 파생될 수 있습니다.

자기장에서 와이어의 움직임

길이가 l인 도선이 유도 B인 자기장 내에서 움직일 때 EMF는 선속도 v에 비례하여 내부에 유도됩니다. EMF를 계산하기 위해 다음 공식이 사용됩니다.

  • 자기장 방향에 수직인 도체 운동의 경우:

E \u003d - B x l x v;

  • 다른 각도 α로 움직이는 경우:

E \u003d - B x l x v x 죄 α.

유도 된 EMF 및 전류는 규칙을 사용하여 찾은 방향으로 향하게됩니다. 오른손: 자기장선에 수직으로 손을 놓고 엄지손가락으로 도체가 움직이는 방향을 가리키면 나머지 네 손가락으로 EMF의 방향을 알 수 있습니다.

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MP에서 와이어 이동

회전 코일

발전기의 작동은 N 회전을 갖는 MP의 회로 회전을 기반으로 합니다.

EMF는 자속 Ф = B x S x cos α의 정의에 따라 자속이 교차할 때마다 전기 회로에서 유도됩니다(자기 유도에 MP가 통과하는 표면적 및 코사인 곱 벡터 B와 평면 S에 대한 수직선이 이루는 각.

F는 다음과 같은 경우에 변경될 수 있다는 공식을 따릅니다.

  • MF 변화의 강도 - 벡터 B;
  • 등고선으로 둘러싸인 영역은 다양합니다.
  • 각도에 의해 주어진 그들 사이의 방향이 변경됩니다.

Faraday의 첫 번째 실험에서 유도 전류는 자기장 B를 변경하여 얻어졌습니다. 그러나 자석을 움직이거나 전류를 변경하지 않고 EMF를 유도하는 것이 가능하지만 자기장에서 축을 중심으로 코일을 회전시키는 것만으로도 가능합니다. 이 경우 각도 α의 변화로 인해 자속이 변합니다. 코일은 회전하는 동안 MP의 선을 가로 지르며 EMF가 발생합니다.

코일이 균일하게 회전하면 이 주기적인 변화는 자속의 주기적인 변화를 초래합니다. 또는 매초 교차하는 MF 선의 수는 동일한 시간 간격으로 동일한 값을 취합니다.

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MP의 윤곽 회전

중요한!유도 기전력은 시간이 지남에 따라 방향에 따라 양에서 음으로 또는 그 반대로 변경됩니다. EMF의 그래픽 표현은 사인 곡선입니다.

전자기 유도의 EMF 공식에 대해 다음 식이 사용됩니다.

E \u003d B x ω x S x N x sin ωt, 여기서:

  • S는 한 턴 또는 프레임으로 제한되는 영역입니다.
  • N은 회전 수입니다.
  • ω는 코일이 회전하는 각속도입니다.
  • B - MF 유도;
  • 각도 α = ωt.

실제로, 교류 발전기에서 종종 코일은 고정되어 있고(고정자) 전자석은 그 주위를 회전합니다(회전자).

EMF 자기 유도

코일을 통과할 때 교류, EMF를 유도하는 변화하는 자속을 갖는 가변 자기장을 생성합니다. 이 효과를 자기유도라고 합니다.

MP는 전류의 강도에 비례하므로 다음과 같습니다.

여기서 L은 인덕턴스(H)로 기하학적 양(단위 길이당 권수 및 단면 치수)에 의해 결정됩니다.

유도 EMF의 경우 공식은 다음과 같은 형식을 취합니다.

E \u003d - L x dI / dt.

상호 유도

두 개의 코일이 나란히 있으면 두 회로의 형상과 서로에 대한 방향에 따라 상호 유도의 EMF가 유도됩니다. 회로의 분리가 증가하면 회로를 연결하는 자속이 감소함에 따라 상호 인덕턴스가 감소합니다.

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상호 유도

두 개의 코일이 있게 하십시오. N1턴의 코일 하나의 와이어를 통해 전류 I1이 흐르고 N2턴의 코일을 통과하는 MF를 생성합니다. 그 다음에:

  1. 첫 번째 코일에 대한 두 번째 코일의 상호 인덕턴스:

M21 = (N2 x F21)/I1;

  1. 자속:

F21 = (M21/N2) x I1;

  1. 유도 된 EMF를 찾으십시오.

E2 = - N2 x dФ21/dt = - M21x dI1/dt;

  1. EMF는 첫 번째 코일에서 동일하게 유도됩니다.

E1 = - M12 x dI2/dt;

중요한!한 코일의 상호 인덕턴스로 인한 기전력은 항상 다른 코일의 전류 변화에 비례합니다.

상호 인덕턴스는 다음과 같은 것으로 간주할 수 있습니다.

M12 = M21 = M.

따라서 E1 = - M x dI2/dt 및 E2 = M x dI1/dt입니다.

M = K √ (L1 x L2),

여기서 K는 두 인덕턴스 간의 결합 계수입니다.

상호 인덕턴스 현상은 교류 전압 값을 변경할 수있는 전기 장치 인 변압기에 사용됩니다. 이 장치는 하나의 코어에 감긴 두 개의 코일로 구성됩니다. 첫 번째 코일에 존재하는 전류는 자기 회로에 변화하는 자기장을 생성하고 다른 코일에 전류를 생성합니다. 첫 번째 권선의 권선 수가 다른 권선보다 작으면 전압이 증가하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

이 현상을 자기유도라고 합니다. (이 개념은 상호 귀납의 개념과 관련이 있으며 말하자면 그것의 특별한 경우입니다).

자기 유도의 EMF의 방향은 항상 회로의 전류가 증가할 때 자기 유도의 EMF가 이러한 증가를 방지하고(전류에 대한 방향), 전류가 감소하면 감소합니다(co -현재와 함께 지시). 이 속성으로 인해 자기 유도의 EMF는 관성의 힘과 유사합니다.

자기 유도의 EMF 값은 전류의 변화율에 비례합니다.

.

비례 계수는 자기 유도 계수또는 인덕턴스회로(코일).

자기 유도 및 정현파 전류

코일을 통해 흐르는 전류의 정현파 의존성의 경우 코일의 자기 유도 EMF는 위상이 같은 전류보다 (즉, 90 °), 이 EMF의 진폭은 전류 진폭, 주파수 및 인덕턴스(). 결국, 함수의 변화율은 1차 도함수이고 .

유도성 요소, 즉 권선, 코일 등을 포함하는 다소 복잡한 회로 계산 전압, 복잡한 임피던스 방법이 사용되거나 더 간단한 경우, 덜 강력하지만 더 시각적인 버전은 벡터 다이어그램 방법입니다.

설명된 모든 것은 사인파 전류 및 전압에 직접 적용할 수 있을 뿐만 아니라 실질적으로 임의의 전압에도 적용할 수 있습니다. 후자는 거의 항상 직렬 또는 푸리에 적분으로 확장되어 사인파로 축소될 수 있기 때문입니다.

이것과 다소 직접적인 관련하여 우리는 다양한 분야에서 자기 유도 현상(및 그에 따라 인덕터)의 적용을 언급할 수 있습니다. 진동 회로, 필터, 지연 라인 및 기타 전자 및 전기 공학의 다양한 회로.

자기 유도 및 전류 서지

EMF 소스가있는 전기 회로의 자기 유도 현상으로 인해 회로가 닫힐 때 전류가 즉시 설정되지 않고 일정 시간 후에 설정됩니다. 회로가 열리면 유사한 프로세스가 발생하지만 (날카롭게 열림) 자기 유도 EMF의 값은 현재 소스 EMF를 크게 초과할 수 있습니다.

가장 자주 평범한 인생그것은 자동차의 점화 코일에 사용됩니다. 12V 배터리 전압에서 일반적인 점화 전압은 7-25kV입니다. 그러나 여기서 배터리의 EMF보다 출력 회로에서 EMF의 초과는 전류의 급격한 중단뿐만 아니라 변환 비율로 인한 것입니다. 가장 자주 사용되는 것은 단순한 인덕터 코일이 아니기 때문입니다. , 그러나 변압기 코일, 그 2 차 권선은 일반적으로 여러 번 많은 양회전 (즉, 대부분의 경우 회로는 자기 유도를 통해 작동이 완전히 설명되는 회로보다 다소 복잡하지만 이 버전에서 작동의 물리학은 부분적으로 회로 작동의 물리학과 일치합니다. 간단한 코일로).

이 현상은 점화에도 적용됩니다. 형광등표준으로 전통 문양(여기 우리 대화하는 중이 야특히 간단한 인덕터-초크가 있는 회로에 대해 설명합니다.

또한 눈에 띄는 인덕턴스가 있는 부하를 통해 전류가 흐르는 경우 접점을 열 때 항상 고려해야 합니다. EMF의 결과적인 점프는 접점 간 간격의 고장 및/또는 기타 바람직하지 않은 영향으로 이어질 수 있습니다. 이 경우 원칙적으로 다양한 특별 조치를 취해야 합니다.

메모

연결

  • "전기기사학교"의 자기유도와 상호유도에 대해

위키미디어 재단. 2010년 .

  • 부르동, 로버트 그레고리
  • 후안 아마르

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서적

  • 테이블 세트입니다. 물리학. 전기역학(10개 테이블), . 10장의 교육용 앨범. 전기, 현재 강도. 저항. 회로 섹션에 대한 옴의 법칙. 온도에 대한 도체 저항의 의존성. 와이어 연결. 전자파. 옴의 법칙…

자기 유도

전기가 흐르는 각 도체. 전류는 자체 자기장에 있습니다.




도체의 전류 강도가 변경되면 m.field가 변경됩니다. 이 전류에 의해 생성된 자속이 변경됩니다. 자속의 변화는 소용돌이 엘의 출현으로 이어집니다. 필드 및 유도 EMF가 회로에 나타납니다.





이 현상을 자기유도라고 합니다.
자기 유도 - 이메일에서 EMF 유도가 발생하는 현상. 전류 강도의 변화로 인한 회로.
결과 EMF는 EMF 자기 유도

회로 닫기





엘에서 닫을 때. 회로에서 전류가 증가하여 코일의 자속이 증가하고 와류 전기가 발생합니다. 전류에 대한 필드, 즉 코일에서 자체 유도의 EMF가 발생하여 전류가 회로에서 상승하는 것을 방지합니다(와류 장은 전자를 느리게 함).
결과적으로 L1이 나중에 켜집니다. L2보다

개방 회로





전기 회로가 열리면 전류가 감소하고 코일의 m.flow가 감소하고 와류 전기장이 전류처럼 유도되어(동일한 전류 강도를 유지하려는 경향이 있음) 나타납니다. 코일에 자기 유도 EMF가 나타나 회로의 전류를 유지합니다.
결과적으로 L이 꺼지면 밝게 깜박입니다.

결론

전기 공학에서 자기 유도 현상은 회로가 닫힐 때(전류가 점진적으로 증가함) 및 회로가 열릴 때(전류가 즉시 사라지지 않음) 나타납니다.

자기 유도의 EMF는 무엇에 의존합니까?

이메일 전류는 자체 자기장을 생성합니다. 회로를 통한 자속은 자기장 유도(Ф ~ B)에 비례하고, 유도는 도체의 전류 강도에 비례합니다
(B ~ I), 따라서 자속은 전류 강도(Ф ~ I)에 비례합니다.
자기 유도의 EMF는 이메일의 현재 강도의 변화율에 따라 다릅니다. 회로, 도체의 속성에서
(크기 및 모양) 및 도체가 위치한 매체의 상대 투자율.
도체의 크기와 모양, 도체가 위치한 환경에 대한 자기 유도 EMF의 의존성을 나타내는 물리량을 자기 유도 계수 또는 인덕턴스라고 합니다.





인덕턴스 - 물리적. 전류 세기가 1초에 1암페어씩 변할 때 회로에서 발생하는 자기 유도의 EMF와 수치적으로 동일한 값.
또한 인덕턴스는 다음 공식으로 계산할 수 있습니다.





여기서 F는 회로를 통과하는 자속이고 I는 회로의 전류 강도입니다.

인덕턴스 단위 SI 시스템에서:



코일의 인덕턴스는 다음에 따라 달라집니다.
권선 수, 코일의 크기와 모양, 매체의 상대 투자율
(가능한 코어).




자기 유도의 EMF는 회로를 켤 때 전류 세기가 증가하고 회로가 열려 있을 때 전류 세기가 감소하는 것을 방지합니다.

전류가 흐르는 도체 주위에는 에너지가 있는 자기장이 있습니다.
그거 어디서 났어? el에 포함된 현재 소스. 사슬에는 에너지 저장 장치가 있습니다.
이메일을 닫을 때. 회로에서 전류 소스는 에너지의 일부를 소비하여 자기 유도의 신흥 EMF의 작용을 극복합니다. 전류의 자체 에너지라고 하는 에너지의 이 부분은 자기장의 형성으로 이동합니다.

자기장 에너지는 자신의 현재 에너지.
전류의 자체 에너지는 회로에 전류를 생성하기 위해 자체 유도 EMF를 극복하기 위해 전류 소스가 수행해야 하는 작업과 수치적으로 동일합니다.

전류에 의해 생성된 자기장의 에너지는 전류 강도의 제곱에 정비례합니다.
전류가 멈춘 후 자기장의 에너지는 어디에서 사라지는가? - 눈에 띈다 (충분히 큰 전류가 흐르는 회로가 개방되면 스파크나 아크가 발생할 수 있음)

검증 작업에 대한 질문
"전자기 유도"주제에 대해

1. 유도 전류를 얻는 6가지 방법을 나열하십시오.
2. 전자기 유도 현상(정의).
3. 렌츠의 법칙.
4. 자속(정의, 도면, 공식, 들어오는 양, 측정 단위).
5. 전자기 유도 법칙(정의, 공식).
6. 소용돌이 전기장의 속성.
7. 균일한 자기장에서 움직이는 도체 유도의 EMF(모양, 도면, 공식, 입력 값, 측정 단위의 이유).
7. 자기 유도(전기 공학의 간략한 표현, 정의).
8. 자기 유도의 EMF(작용 및 공식).
9. 인덕턴스(정의, 공식, 측정 단위).
10. 전류 자기장의 에너지 (전류의 m. 필드의 에너지가 나타나는 곳, 전류가 멈출 때 사라지는 곳의 공식).

도체를 통과하는 전류는 도체 주위에 자기장을 생성합니다. 이 도체에서 회로를 통과하는 자속 Ф는 회로 내부 자기장의 유도 모듈 ​​B에 비례하고 자기장 유도는 차례로 도체의 전류 강도에 비례합니다. 따라서 회로를 통과하는 자속은 회로의 전류 강도에 정비례합니다.

회로의 전류 강도 I와 이 전류에 의해 생성된 자속 F 사이의 비례 계수를 인덕턴스라고 합니다. 인덕턴스는 도체의 크기와 모양에 따라 달라집니다. 자기 특성지휘자가 위치한 환경.

인덕턴스의 단위.

단위 인덕턴스당 국제 시스템허용된 헨리 이 단위는 공식 (55.1)에 따라 결정됩니다.

회로의 인덕턴스는 1A의 DC 전류에서 회로를 통과하는 자속이 다음과 같다면

자기 유도.

코일의 전류 강도가 변경되면 이 전류에 의해 생성된 자속이 변경됩니다. 코일을 관통하는 자속의 변화는 코일에 유도 기전력이 나타나야 합니다. EMF 유도 발생 현상

이 회로에서 전류 강도의 변화로 인한 전기 회로를 자기 유도라고 합니다.

렌츠 법칙에 따르면 자기 유도의 EMF는 회로를 켤 때 전류 세기가 증가하고 회로를 끌 때 전류 세기가 감소하는 것을 방지합니다.

자기 유도 현상은 인덕턴스가 큰 코일, 저항, 동일한 백열 램프 2개 및 전류원으로 전기 회로를 조립하여 관찰할 수 있습니다(그림 197). 저항은 동일해야합니다 전기 저항코일 와이어뿐만 아니라. 경험에 따르면 회로가 닫힐 때 코일과 직렬로 연결된 전기 램프는 저항과 직렬로 연결된 램프보다 약간 늦게 켜집니다. 폐쇄 시 코일 회로의 전류 증가는 코일의 자속 증가와 함께 발생하는 자기 유도 EMF에 의해 방지됩니다. 전원이 꺼지면 두 램프가 모두 깜박입니다. 이 경우 회로의 전류는 코일의 자속이 감소할 때 발생하는 자기 유도의 EMF에 의해 지원됩니다.

전자기 유도 법칙에 따라 인덕턴스가 있는 코일에서 발생하는 자기 유도의 EMF는 다음과 같습니다.

자기 유도의 EMF는 코일의 인덕턴스와 코일의 전류 강도 변화율에 정비례합니다.

식 (55.3)을 사용하여 인덕턴스 단위의 두 번째 정의를 제공할 수 있습니다. 전기 회로의 요소는 1초 동안 1A만큼 회로의 전류 강도가 균일하게 변화하는 경우 EMF 1V의 자기 유도가 발생합니다.

자기장의 에너지.

인덕터가 전류원에서 분리되면 코일과 병렬로 연결된 백열 램프가 짧은 플래시를 제공합니다. 회로의 전류는 자기 유도 EMF의 작용으로 발생합니다. 이 경우 전기 회로에서 방출되는 에너지 소스는 코일의 자기장입니다.

인덕터의 자기장 에너지는 다음과 같이 계산할 수 있습니다. 계산을 단순화하기 위해 코일이 소스에서 분리된 후 선형 법칙에 따라 회로의 전류가 시간에 따라 감소하는 경우를 고려하십시오. 이 경우 자기 유도의 EMF는 다음과 같은 일정한 값을 갖습니다.

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