EDS saviindukcijos apibrėžimas. Kas yra saviindukcijos EML

Išradimas yra susijęs su elektrotechnika, ypač su indukcinės srovės generatorių konstrukcijomis, ir gali būti naudojamas elektromagnetiniuose įrenginiuose ir elektros mašinose, tokiose kaip varikliai, generatoriai, transformatoriai, ypač kaip pakopinis transformatorius. Techninis rezultatas yra emf padidinimas išėjime, naudojant impulsines įtampas antrinėje apvijoje ir įdiegus antrinės apvijos konstrukciją, kuri leistų tiesiogiai pašalinti gaunamą impulsinę įtampą iš generatoriaus, o tuo pačiu ir bendrą pirminės apvijos galią. ir antrines apvijas. 6 w.p. f-ly, 2 lig.

RF patento 2524387 brėžiniai

Išradimas yra susijęs su elektrotechnika, ypač su impulsinių indukcinių srovės generatorių konstrukcijomis.

Šio išradimo tikslas – impulsų generatoriaus panaudojimas EML saviindukcija teikti impulsinį maitinimą įvairioms elektromagnetinėms instalijoms ir elektros mašinoms, kas leidžia žymiai išplėsti impulsinių energijos šaltinių arsenalą. Anksčiau žinomas "Indukcinis sinchroninis generatorius", paraiška RU 9811934 7, publ. 2000-09-10, IPC H02K 21/14, naudojant statoriaus apvijos sroves, ant kurios armatūros pulsuoja srovės, ir induktoriaus (rotoriaus), pagaminto apsaugoto nuo magnetinis laukas statoriaus armatūros apvijų srovės. Leidžia išplėsti generatoriaus veikimo režimus. Tačiau generatoriuje yra besisukančių dalių, todėl jis turi visus tokių generatorių trūkumus, t.y. problemos, susijusios su elektros energijos perjungimu, nėra išspręstos. Pagal siūlomą projektą neįmanoma gauti reikiamos aukštos įtampos.

Žinomas kaip generatorius elektros energija“, prašymas RU 9402533 5, publ. 1996-10-06, IPC H02K 19/16, kuriame yra sudėtinės žiedinės apvijos su šerdimi, indukcinė ritė ir sužadinimo apvija. Leidžia padidinti elektros generatoriaus našumą, sumažinti statoriaus apvijos indukcinę varžą, sumažinti sąnaudas mechaninis darbas kai mechaninę energiją paverčia elektros energija ir padidina efektyvumą. Tačiau generatorius dėl konstrukcijos ypatumų neleidžia naudoti saviindukcijos EMF. Generatoriuje yra besisukančių dalių, todėl jis turi visus tokių generatorių trūkumus, t.y. problemos, susijusios su elektros energijos perjungimu, nėra išspręstos.

Žinomas naudingo modelio„Kombinuota elektromagnetinė apvija“, patentas RU 96443, publ. 2010-07-27, IPC H01F 5/00, kuriame yra du ar daugiau laidininkų su laidais, o laidininkai atskirti dielektriku. Leidžia išplėsti veikimo režimus. Tačiau abu laidininkai naudojami kaip pirminė apvija, nėra aukštos įtampos antrinės apvijos, kuri neleidžia apvijos naudoti aukštos įtampos transformatoriuose, taip pat neužtikrina indukcinio EMF pašalinimo ir panaudojimo iš antrinės apvijos.

Artimiausias išradimo pritaikymas yra "Indukcinis-statinis elektros energijos gamybos būdas ir jo įgyvendinimo įrenginys", RU 2004124018, publ. 2006-01-27, IPC H01F 1/00, pagal kurią yra pirminės ir antrinės apvijos, kurios sudaro induktorių su laisvos magnetinės energijos perėjimu į induktyviai priklausomą būseną, o indukcijos EML yra indukuojamas ir magnetinio srauto tankis. gaunamas, proporcingas padidėjimui elektros energija. Leidžia naudoti antrinę apviją, kurios induktyvumas yra mažesnis už magnetinio srauto sutankinimą, todėl pasiekiamas proporcingas sutankinimas ir generatoriaus elektros galios padidėjimas. Metodas naudoja indukciją ir tuo pačiu statinius generavimo metodus. Tačiau nepasiūlyta generatoriaus antrinės apvijos konstrukcija, leidžianti tiesiogiai pašalinti iš generatoriaus susidariusią impulsinę įtampą ir saviindukcijos EML srovę.

Be to, artimiausias sprendimas yra klasikinis grandinės schema demonstraciniams eksperimentams elektromagnetinė indukcija kai grandinė atsidaro. Ši grandinė (įrenginys) funkciškai yra saviindukcijos EMF impulsų generatorius. Atsižvelgiant į tai, kas išdėstyta pirmiau, kaip prototipą priimame brėžinyje pavaizduotą instaliaciją – 424 pav., 231 psl., vadovėlis: Fizikos kursas, antra dalis, red. "Nauka", Maskva 1970 Autoriai: L.S. Ždanovas, V.A. Maranjanas.

Tačiau klasikinėje schemoje šerdis elektrinis plienas struktūriškai negali vienu metu įrenginyje atlikti dviejų funkcijų: elektrai laidžios apvijos ir klasikinės, kaip 424 pav. prototipo, magnetinės grandinės, t.y. indukcinės ritės šerdies (M). Prototipas neleidžia tiesiogiai pašalinti ir naudoti savaiminės indukcijos EML, kuris atsiranda klasikinės indukcinės ritės šerdyje.

Siūlomo išradimo tikslas – panaudoti impulsines įtampas ir įgyvendinti generatoriaus antrinės apvijos konstrukciją, kuri leistų tiesiogiai pašalinti iš generatoriaus susidariusią impulsinę įtampą.

Techninis rezultatas, kuriame pateikiamas pasiūlytas techninis sprendimas, yra reikšmingas impulsinės elektros energijos gamybos ir konversijos priemonių arsenalo išplėtimas. Teigė techninis rezultatas numatyta dėl to, kad savaiminės indukcijos EMF impulsų generatorius yra struktūriškai suprojektuotas kaip pirminės ir antrinės vienfazio pakopinio transformatoriaus apvijos pagal standartą. techninis atlikimas(atsižvelgiant į tai, kad antrinė apvija funkciškai yra ir elektros laidininkas, ir magnetinė grandinė, siūlome pateiktą dizainą laikyti paprasčiausia indukcine ritė, kurios šerdis suprojektuota spiralinės ritės pavidalu su galimybe nuimti saviindukcija EMF iš jo) ir jie turi du ar daugiau laidininkų, kurie atskirti dielektriku ir kiekvienas laidininkas turi gnybtus. Generatorius skiriasi tuo, kad žemos įtampos pirminė apvija (laidininkas) yra pagaminta iš spiralinės juostos ir turi bent 2 apsisukimus, suvyniotus sandariai arba su nedideliu tarpu, posūkis į posūkį, apvijos juosta pagaminta nuo 120 iki 200 mm pločio. ir storis nuo 1 iki 2 mm; aukštos įtampos antrinė apvija (laidininkas) taip pat iš spiralinės juostos, apvijos juosta pagaminta iš elektrotechninio plieno, padengto elektros izoliacija ir turi ne mažiau kaip 100 apsisukimų sandariai arba su nedideliu tarpu, posūkis į posūkį, juosta pagaminta kurių plotis nuo 120 iki 200 mm ir ne didesnis kaip 0,1 mm storio. Pirminė apvija yra elektra prijungta prie žemos įtampos akumuliatoriaus per jungiklį, kad būtų sudaryta uždara elektros grandinė, kur antrinė apvija yra ir elektrai laidži, ir magnetinė grandinė. Šiuo atveju pirminės apvijos posūkiai yra už antrinės apvijos posūkių taip, kad abi apvijos sudarytų pakopinį transformatorių, kuriame antrinė apvija yra aukštos įtampos transformatoriaus indukcinė ritė, tiekianti elektros energiją. laidumas dėl elektrinės plieninės juostos, izoliuotos išoriniu izoliacijos sluoksniu ir tuo pačiu atlieka pirminės apvijos šerdies funkciją, EML pašalinamas laidais, elektra prijungtais prie antrinės apvijos juostos galų, ir gaunamas dėl periodinio pertraukiklio rakto veikimo, o dėl pertraukiklio rakto veikimo dažnio apskaičiuota impulsinė įtampa ir srovė, atsirandanti antrinėje apvijoje, pateikiamos formule

čia - kur L yra grandinės induktyvumas arba proporcingumo koeficientas tarp srovės stiprio kitimo grandinėje ir susidariusios savaiminės indukcijos EML,

- srovės stiprumo kitimo greitis elektros grandinėje

Tam tikrais atvejais pirminė apvija gali būti pagaminta iš vario arba aliuminio laidininko, ji gali turėti 3 ir daugiau apsisukimų, vijų skaičių riboja transformatoriaus santykis: antrinės apvijos vijų skaičiaus ir skaičiaus santykis. pirminės apvijos vijų, kurios lemia transformacijos koeficientą, t kiek įtampa antrinėje apvijoje didesnė nei pirminėje. Pavyzdžiui, akumuliatoriaus baterijažema įtampa gali būti įvertinta 12-24 voltais ir tai yra šaltinis nuolatinė srovė. Visų pirma, periodiškai veikia pertraukiklio raktas, kai pramoninis kintamosios srovės dažnis yra 50 Hz. Šiuo atveju dažniai gali būti bet kokie techniškai įmanomi įgyvendinti, tačiau 50 Hz yra geresnis, nes jį lengviau konvertuoti ar sunaudoti naudojant turimus standartinius keitiklius ar elektros prietaisus. Apskaičiuotą savaiminės indukcijos antrinėje apvijoje EML visų pirma lemia grandinės geometrija ir pirminės apvijos šerdies magnetinės savybės. Taigi jis gali būti pagamintas su kontūro forma, kuri yra apvali, 150 mm ar didesnio skersmens, kuri priklauso nuo transformacijos koeficiento, kuris lemia antrinės apvijos skersmenį, priklausomai nuo naudojamo elektros plieno storio, arba apvalios spiralės formos. Kadangi antrinė apvija yra aukštos įtampos apvija ir pagaminta iš elektrinio plieno, tai reiškia, kad jos magnetines savybes lemia pati medžiaga (t. y. tikrosios elektrotechninio plieno magnetinės savybės).

Išradimas labiausiai apibendrintai pavaizduotas brėžiniuose. specifinis dizainas neapsiriboja brėžiniuose parodytais variantais.

1 paveiksle parodytas pirminės ir antrinės apvijų bei akumuliatoriaus su rakto pertraukikliu išdėstymas.

2 paveiksle parodyta A-A skyrius palei prijungtas antrines ir pirmines apvijas.

Šį techninį sprendimą iliustruoja brėžinys, kuris neapima visų galimų pateiktos sujungimo schemos projektavimo variantų.

EMF impulsų generatoriaus savaiminės indukcijos įtaisas parodytas 1 ir 2 paveiksluose (skiltyje), o šis įrenginys struktūriškai pagamintas vienfazio pakopinio transformatoriaus pavidalu (taip pat struktūriškai yra paprasčiausia indukcija ritė), kuri susideda iš pirminės (1) spiralinės juostos apvijos (vario arba aliuminio laidininko), 2-3 vijų 1-2 mm storio, 120 mm pločio, prijungtos prie žemos įtampos akumuliatoriaus (2) 12-24 V - a nuolatinės srovės šaltinis per pertraukiklio raktą (3), sudarydamas uždarą elektros grandinę .

Antrinė aukštos įtampos spiralinė juostos apvija (4) pagaminta iš elektrotechninio plieno, padengto elektros izoliacija, turi 100 ir daugiau apsisukimų, juostos storis 0,1 mm, plotis 120 mm.

Antrinė apvija (4), pagaminta iš elektrotechninio plieno, konstrukcijoje vienu metu atlieka dvi funkcijas: elektrai laidžią apviją ir magnetinę grandinę.

Kaip elektros laidininkas, antrinė apvija (4) yra pakopinio transformatoriaus aukštos įtampos indukcinė ritė.

Kaip magnetinė grandinė, antrinė apvija (4) yra klasikinės indukcinės ritės pirminės apvijos (2) šerdis.

Pirminės (1) ir antrinės (4) apvijos vienfazio pakopinio transformatoriaus ir yra su dviem ar daugiau laidininkų (5), antrinės apvijos laidininkai turi gnybtą (6) – t.y. EML pašalinamas laidais (5, 6), elektra prijungtais prie antrinės apvijos juostos galų, ir gaunamas periodiškai veikiant pertraukiklio raktui (3). Be to, antrinėje apvijoje atsirandančios srovės apskaičiuojamos pagal formulę

čia L yra grandinės induktyvumas arba proporcingumo koeficientas tarp srovės stiprio kitimo pirminės apvijos grandinėje (1) ir susidariusio savaiminio indukcijos EMF antrinėje apvijoje (2),

- srovės stiprio kitimo greitis pirminės apvijos (1) elektros grandinėje dėl pertraukiklio rakto (3).

Periodiškas rakto pertraukiklio (3) veikimas atliekamas pramoniniu 50 Hz kintamos srovės dažniu. Apskaičiuotą savaiminės indukcijos antrinėje apvijoje (4) EMF suteikia antrinės apvijos (4) grandinės geometrija ir pirminės apvijos (1) šerdies (4) magnetinės savybės.

Pateiktoje versijoje pirminės (1) ir antrinės (4) apvijų grandinės forma yra apvali, 150 mm ar daugiau.

Prietaisas veikia taip.

Raktui (3) uždarius pirminės apvijos (1) elektros grandinę, atsiranda magnetinis laukas, kurio energija kaupiama antrinės apvijos (4) magnetiniame lauke.

Atidarius pirminės apvijos (1) grandinės raktą (3), susidaro mažėjanti srovė, kuri pagal Lenco taisyklę linkusi palaikyti antrinės apvijos (4) indukuotos indukcijos EML.

Dėl to antrinės apvijos (4) magnetiniame lauke sukaupta energija paverčiama papildoma pirminės apvijos (1) saviindukcijos srovės energija, kuri maitina antrinės apvijos (4) elektros grandinę.

Priklausomai nuo antrinės apvijos (4) grandinėje sukauptos magnetinės energijos kiekio, saviindukcijos srovės galia gali būti skirtinga ir nustatoma pagal gerai žinomą formulę:

Taigi šiuo išradimu pasiekiamas techninis rezultatas, kuris susideda iš to, kad prietaiso antrinės apvijos konstrukcija, medžiaga ir dvigubas funkcionalumas leidžia pašalinti ir efektyviai panaudoti susidariusį savaiminės indukcijos EMF.

Siūlomo pritaikomumas pramonėje techninis sprendimas patvirtino Bendrosios taisyklės fizika. Taigi, saviindukcijos poveikis aprašytas vadovėlyje (L.S. Zhdanov, V.A. Marandzhyan, fizikos kursas vidutiniam specialios institucijos, 2 dalis elektra, red. Trečias, stereotipinis, pagrindinis fizinės ir matematinės literatūros leidimas, M., 1970, p. 231, 232, 233). Savaiminė indukcija atsiranda, kai grandinė atsidaro, ji yra tiesiogiai proporcinga srovės stiprumo kitimo greičiui elektros grandinėje. Tradicinėse grandinėse savaiminės indukcijos reiškinį visada lydi kibirkštis, atsirandanti grandinės pertraukimo vietoje. Kadangi siūlomoje konstrukcijoje antrinėje apvijoje (4) dėl jos konstrukcijos nėra elektros grandinės pertraukos, priklausomai nuo šioje grandinėje sukauptos magnetinės energijos kiekio, trūkimo srovė ne kibirkščiuoja, o pereina į generuojamą galią. . Taigi, projektuojant antrinę apviją (4), atidarius nuolatinės srovės grandinę pirminėje apvijoje (1), šios grandinės magnetiniame lauke sukaupta energija paverčiama saviindukcijos srovės energija. antrinės apvijos grandinė (4).

Kadangi elektrovaros jėga (EMF) yra dydis lygus darbui išorinės jėgos, mūsų atveju tai yra kintantis pirminės ritės (1) magnetinis laukas, susijęs su teigiamo krūvio vienetu, tai yra EML, veikiantis grandinėje arba jos skyriuje, mūsų atveju tai yra antrinis apvija (4). Išorines jėgas galima apibūdinti darbu, kurį jos atlieka su krūviais, judančiais išilgai grandinės, o EML matmuo sutampa su potencialo matmeniu ir matuojamas tais pačiais vienetais. Todėl vektorinis dydis E dar vadinamas išorinių jėgų lauko stipriu. Išorinių jėgų laukas mūsų atveju atsiranda dėl kintamo magnetinio lauko pirminėje apvijoje (1). Taigi uždaroje grandinėje veikiantis EMF gali būti apibrėžtas kaip išorinių jėgų lauko stiprumo vektoriaus cirkuliacija, t.y. išorinės jėgos, atsirandančios pirminėje apvijoje (1) dėl pertraukimo elektrinis laukas rakto pertraukiklis (3). Ši taisyklė užtikrina indukcinio EMF atsiradimą antrinėje apvijoje (4). Šis fizikinis reiškinys aprašytas vadovėlyje (I.V. Saveljevas, Fizikos kursas, 2 tomas, elektra, p. 84,85, red. Antrasis stereotipas, red. Mokslas, pagrindinis fizinės ir matematinės literatūros leidimas, M., 1966. ) .

Be išorinių jėgų, įkrovą veikia elektrostatinio lauko jėgos, kylančios tiesiai antrinėje ritėje (4).

Prietaisas taip pat naudoja elektromagnetinės indukcijos reiškinį, aprašytą (R.A. Mustafaev, V.G. Krivtsov, vadovėlis, fizika, siekiant padėti stojantiesiems į universitetą, red. M., vidurinė mokykla, 1989).

Taigi siūlomame išradime naudojamo generatoriaus, kaip įrenginio, konstrukcija leidžia efektyviai generuoti, pašalinti ir naudoti saviindukcijos EML. Taigi prietaisas gali būti pagamintas pramoniniu būdu ir būti pristatytas kaip perspektyvus efektyvus savaiminės indukcijos EMF impulsų generatorius, leidžiantis išplėsti arsenalą techninėmis priemonėmis elektros energijos impulsams generuoti ir konvertuoti.

REIKALAVIMAS

1. Impulsinis savaiminės indukcijos emf generatorius, suprojektuotas kaip vienfazis pakopinis transformatorius, sudarytas iš pirminės ir antrinės apvijų ir turintis du ar daugiau laidininkų, atskirtų dielektriku, o laidininkas turi laidus, besiskiriantis tuo, kad žemos įtampos pirminė apvija pagaminta iš spiralinės juostos ir turi ne mažiau kaip du posūkius, suvyniotus sandariai arba nedideliu atstumu vienas nuo kito, apvijos juosta pagaminta 120-200 mm pločio ir 1-2 mm storio; antrinė aukštos įtampos apvija taip pat pagaminta iš spiralinės juostos, apvijos juosta pagaminta iš elektrotechninio plieno, padengto elektros izoliacija, turi ne mažiau kaip 100 apsisukimų, suvynioti sandariai arba nedideliu atstumu vienas nuo kito, juosta pagaminta 120-200 mm pločio ir ne daugiau kaip 0 storio, 1 mm, pirminė apvija yra elektra prijungta prie žemos įtampos akumuliatoriaus per rakto pertraukiklį, kad būtų sudaryta uždara elektros grandinė, o antrinė apvija yra ir elektrai laidži, ir magnetinė grandinė, o pirminės apvijos posūkiai yra išdėstyti už antrinės apvijos vijų taip, kad abi apvijos sudarytų pakopinį transformatorių, kuriame antrinė apvija yra pakopinio transformatoriaus indukcinė ritė, užtikrinanti elektros laidumą dėl elektros plieninė juosta, izoliuota išoriniu izoliacijos sluoksniu ir tuo pat metu veikia kaip pirminės apvijos šerdis, emf pašalinama laidų pagalba , elektra prijungti prie antrinės apvijos juostos galų, ir gaunami dėl periodiško pertraukiklio rakto veikimo.

2. Impulsų generatoriaus emf saviindukcija pagal 1 punktą, besiskirianti tuo, kad pirminė apvija yra pagaminta iš vario arba aliuminio laidininko.

3. Impulsų generatoriaus emf saviindukcija pagal 1 punktą, besiskirianti tuo, kad pirminė apvija turi tris posūkius.

4. Impulsų generatoriaus emf saviindukcija pagal 1 punktą, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad žemos įtampos baterija skirta 12-24 voltams ir yra nuolatinės srovės šaltinis.

5. Impulsų generatoriaus emf saviindukcija pagal 1 punktą, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad periodinis rakto pertraukiklio veikimas vykdomas pramoniniu kintamos srovės 50 Hz dažniu.

6. Saviindukcijos impulsų generatorius pagal 1 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad apskaičiuotą saviindukcijos emf sudaro grandinės geometrija ir pirminės apvijos šerdies magnetinės savybės.

7. Impulsų generatoriaus emf saviindukcija pagal 1 punktą, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad grandinės forma yra apvali, 150 mm ar didesnio skersmens.

Elektromagnetinė indukcija – elektros srovių generavimas magnetiniais laukais, kurie laikui bėgant kinta. Faradėjaus ir Henrio atradus šį reiškinį, elektromagnetizmo pasaulis atsirado tam tikros simetrijos. Maxwellas vienoje teorijoje sugebėjo surinkti žinias apie elektrą ir magnetizmą. Jo tyrimai numatė egzistavimą elektromagnetines bangas prieš eksperimentinius stebėjimus. Hertz įrodė savo egzistavimą ir atvėrė žmonijai telekomunikacijų erą.

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

Faradėjaus eksperimentai

Faradėjaus ir Lenco dėsniai

Elektros srovės sukuria magnetinį poveikį. Ar magnetinis laukas gali sukurti elektrinį? Faradėjus atrado, kad norimi efektai atsiranda dėl magnetinio lauko pokyčių laikui bėgant.

Kai laidininką kerta kintamasis magnetinis srautas, jame indukuojama elektrovaros jėga, sukelianti elektros srovę. Srovę generuojanti sistema gali būti nuolatinis magnetas arba elektromagnetas.

Elektromagnetinės indukcijos reiškinį reglamentuoja du dėsniai: Faradėjaus ir Lenco.

Lenco dėsnis leidžia apibūdinti elektrovaros jėgą jos krypties atžvilgiu.

Svarbu! Indukuoto emf kryptis yra tokia, kad jo sukeliama srovė yra linkusi priešintis ją sukuriančiai priežasčiai.

Faradėjus pastebėjo, kad indukuotos srovės intensyvumas didėja, kai greičiau keičiasi grandinėje kertančių lauko linijų skaičius. Kitaip tariant, elektromagnetinės indukcijos EML tiesiogiai priklauso nuo judėjimo greičio magnetinis srautas.

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

EML indukcija

Indukcijos emf formulė apibrėžiama taip:

E \u003d - dF / dt.

„-“ ženklas rodo, kaip sukeltos emf poliškumas yra susijęs su srauto ženklu ir besikeičiančiu greičiu.

Gaunama bendra elektromagnetinės indukcijos dėsnio formuluotė, iš kurios galima išvesti išraiškas konkretiems atvejams.

Vielos judėjimas magnetiniame lauke

Kai l ilgio viela juda magnetiniame lauke su indukcija B, jo viduje bus sukeltas EML, proporcingas jo tiesiniam greičiui v. Apskaičiuojant EML, naudojama formulė:

jei laidininkas juda statmenai magnetinio lauko krypčiai:

E \u003d - B x l x v;

judant kitu kampu α:

E \u003d - B x l x v x sin α.

Indukuota emf ir srovė bus nukreipta ta kryptimi, kurią randame naudodami taisyklę dešinė ranka: Padėję ranką statmenai magnetinio lauko linijoms ir nukreipę nykštį laidininko judėjimo kryptimi, EML kryptį galite sužinoti likusiais keturiais ištiesintais pirštais.

Jpg?x15027" alt="(!LANG: perkelti laidą MP" width="600" height="429">!}

Laido perkėlimas MP

Besisukanti ritė

Elektros generatoriaus veikimas pagrįstas grandinės sukimu MP, kuris turi N apsisukimų.

EML indukuojama elektros grandinėje, kai ją kerta magnetinis srautas, pagal magnetinio srauto apibrėžimą Ф = B x S x cos α (magnetinė indukcija, padauginta iš paviršiaus ploto, per kurį praeina MP, ir magnetinio srauto kosinuso). kampas, sudarytas vektoriaus B ir statmenos tiesės plokštumai S).

Iš formulės matyti, kad F gali keistis šiais atvejais:

MF pokyčių intensyvumas - vektorius B;
plotas, kurį riboja kontūras, skiriasi;
keičiasi orientacija tarp jų, kurią suteikia kampas.

Pirmuosiuose Faradėjaus eksperimentuose indukuotos srovės buvo gautos pakeitus magnetinį lauką B. Tačiau galima sukelti EML nejudinant magneto ir nekeičiant srovės, o tiesiog magnetiniame lauke sukant ritę aplink savo ašį. Šiuo atveju magnetinis srautas pasikeičia dėl kampo α pasikeitimo. Ritė sukimosi metu kerta MP linijas, atsiranda emf.

Jei ritė sukasi tolygiai, dėl šio periodinio pokyčio periodiškai keičiasi magnetinis srautas. Arba MF jėgos linijų, kertamų kas sekundę, skaičius yra vienodas su vienodais laiko intervalais.

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

Kontūro pasukimas MP

Svarbu! Sukelta emf laikui bėgant keičiasi orientacija iš teigiamos į neigiamą ir atvirkščiai. Grafinis EML vaizdas yra sinusoidinė linija.

Elektromagnetinės indukcijos EML formulei naudojama išraiška:

E \u003d B x ω x S x N x sin ωt, kur:

S yra plotas, kurį riboja vienas posūkis arba rėmas;
N yra apsisukimų skaičius;
ω – kampinis greitis, kuriuo ritė sukasi;
B – MF indukcija;
kampas α = ωt.

Praktikoje kintamosios srovės generatoriuose ritė dažnai lieka stacionari (statorius), o elektromagnetas sukasi aplink jį (rotorius).

EML saviindukcija

Praeinant per ritę kintamoji srovė, jis sukuria kintamą magnetinį lauką, kurio kintantis magnetinis srautas sukelia EML. Šis efektas vadinamas saviindukcija.

Kadangi MP yra proporcingas srovės intensyvumui, tada:

čia L – induktyvumas (H), nustatomas geometriniais dydžiais: ilgio vieneto apsisukimų skaičius ir jų skerspjūvio matmenys.

Indukciniam emf formulė yra tokia:

E \u003d - L x dI / dt.

Abipusė indukcija

Jei dvi ritės yra viena šalia kitos, tai jose sukelia abipusės indukcijos EML, priklausomai nuo abiejų grandinių geometrijos ir orientacijos viena kitos atžvilgiu. Didėjant grandinių atsiskyrimui, abipusis induktyvumas mažėja, nes mažėja jas jungiantis magnetinis srautas.

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

Abipusė indukcija

Tegul būna dvi ritės. Per vienos ritės laidą su N1 posūkiais teka srovė I1, sukuriant MF, einantį per ritę su N2 apsisukimais. Tada:

Antrosios ritės abipusis induktyvumas, palyginti su pirmąja:

M21 = (N2 x F21)/I1;

Magnetinis srautas:

F21 = (M21/N2) x I1;

Raskite sukeltą emf:

E2 = - N2 x dФ21/dt = - M21x dI1/dt;

EML pirmoje ritėje sukeliamas identiškai:

E1 = - M12 x dI2/dt;

Svarbu! Elektrovaros jėga, kurią sukelia abipusis induktyvumas vienoje ritėje, visada yra proporcinga elektros srovės pokyčiui kitoje.

Abipusis induktyvumas gali būti laikomas lygiu:

M12 = M21 = M.

Atitinkamai, E1 = - M x dI2/dt ir E2 = M x dI1/dt.

M = K √ (L1 x L2),

kur K yra dviejų induktyvybių sujungimo koeficientas.

Abipusio induktyvumo reiškinys naudojamas transformatoriuose - elektriniuose įrenginiuose, kurie leidžia keisti kintamos elektros srovės įtampos vertę. Prietaisą sudaro dvi ritės, apvyniotos aplink vieną šerdį. Pirmajame esanti srovė sukuria kintantį magnetinį lauką magnetinėje grandinėje, o elektros srovę kitoje ritėje. Jei pirmosios apvijos apsisukimų skaičius yra mažesnis nei kitos, įtampa didėja ir atvirkščiai.

Šis reiškinys vadinamas saviindukcija. (Sąvoka susijusi su abipusės indukcijos sąvoka, būdama tarsi ypatingas jos atvejis).

Saviindukcijos EML kryptis visada būna tokia, kad padidėjus srovei grandinėje savaiminės indukcijos EML užkerta kelią šiam padidėjimui (nukreiptas prieš srovę), o srovei mažėjant – mažėja (co. - nukreiptas su srove). Su šia savybe saviindukcijos EML yra panašus į inercijos jėgą.

Saviindukcijos EML vertė yra proporcinga srovės pokyčio greičiui:

Proporcingumo koeficientas vadinamas saviindukcijos koeficientas arba induktyvumas grandinė (ritė).

Saviindukcija ir sinusinė srovė

Esant sinusoidinei srovės, tekančios per ritę, priklausomybei nuo laiko, savaiminės indukcijos EMF ritėje atsilieka nuo srovės fazės (ty 90 °), o šios EML amplitudė yra proporcinga srovės amplitudė, dažnis ir induktyvumas (). Juk funkcijos kitimo greitis yra pirmoji jos išvestinė ir .

Apskaičiuoti daugiau ar mažiau sudėtingas grandines, kuriose yra indukcinių elementų, ty posūkių, ritių ir kt. prietaisus, kuriuose stebima saviindukcija (ypač visiškai tiesines, ty neturinčias netiesinių elementų), esant sinusoidinėms srovėms ir įtampai, naudojamas kompleksinių varžų metodas arba, dar daugiau paprasti atvejai, mažiau galinga, bet vaizdesnė jo versija yra vektorinių diagramų metodas.

Atkreipkite dėmesį, kad viskas, kas aprašyta, taikoma ne tik tiesiogiai sinusoidinėms srovėms ir įtampoms, bet ir praktiškai savavališkoms, nes pastarąsias beveik visada galima išplėsti į serijinį arba Furjė integralą ir taip sumažinti iki sinusoidinių.

Daugiau ar mažiau tiesiogiai siejant su tuo galima paminėti saviindukcijos reiškinio (ir atitinkamai induktorių) taikymą įvairiose virpesių grandinės, filtrai, vėlinimo linijos ir kitos įvairios elektronikos ir elektrotechnikos grandinės.

Saviindukcija ir srovės šuoliai

Dėl savaiminės indukcijos reiškinio elektros grandinėje su EML šaltiniu, kai grandinė uždaryta, srovė nustatoma ne akimirksniu, o po kurio laiko. Panašūs procesai vyksta atidarius grandinę, o (staigiai atidarius) saviindukcijos EML vertė šiuo metu gali žymiai viršyti šaltinio EML.

Dažniausiai į įprastas gyvenimas jis naudojamas automobilių uždegimo ritėse. Tipinė uždegimo įtampa esant 12V akumuliatoriaus įtampai yra 7-25 kV. Tačiau EML perteklius išėjimo grandinėje virš akumuliatoriaus EMF čia atsiranda ne tik dėl staigaus srovės pertrūkio, bet ir dėl transformacijos santykio, nes dažniausiai naudojama ne paprasta induktoriaus ritė. , bet transformatoriaus ritė, kurios antrinė apvija, kaip taisyklė, turi daug kartų didelis kiekis posūkiai (tai yra, daugeliu atvejų grandinė yra šiek tiek sudėtingesnė nei ta, kurios veikimas būtų visiškai paaiškintas saviindukcija; tačiau jos veikimo fizika šioje versijoje iš dalies sutampa su grandinės veikimo fizika su paprasta ritė).

Šis reiškinys taip pat taikomas uždegimui liuminescencinės lempos standartiškai tradicinis modelis(čia Mes kalbame konkrečiai apie grandinę su paprastu induktoriumi – droseliu).

Be to, atidarant kontaktus visada reikia atsižvelgti į tai, jei srovė teka per apkrovą su pastebimu induktyvumu: atsirandantis EML šuolis gali sukelti kontaktų tarpo gedimą ir (arba) kitus nepageidaujamus padarinius, slopinančius. kurios šiuo atveju, kaip taisyklė, būtina imtis įvairių specialių priemonių.

Pastabos

Nuorodos

Apie saviindukciją ir abipusę indukciją iš „Elektriko mokyklos“

Wikimedia fondas. 2010 m.

Bourdonas, Robertas Gregory
Chuanas Amaras

Pažiūrėkite, kas yra „savęs indukcija“ kituose žodynuose:

savęs indukcija- savęs indukcija... Rašybos žodynas

SAVIINDUKCIJA- indukcijos emf atsiradimas laidžioje grandinėje, kai joje pasikeičia srovės stiprumas; ypatingi elektromagnetinės indukcijos atvejai. Kai grandinėje pasikeičia srovė, keičiasi ir magnetinis srautas. indukcija per paviršių, apribotą šio kontūro, todėl ... Fizinė enciklopedija

SAVIINDUKCIJA- indukcijos elektrovaros jėgos (emf) sužadinimas elektros grandinėje, kai kinta elektros srovė šioje grandinėje; ypatinga byla elektromagnetinė indukcija. Saviindukcijos elektrovaros jėga yra tiesiogiai proporcinga srovės kitimo greičiui; ... ... Didysis enciklopedinis žodynas

SAVIINDUKCIJA- SAVIINDUKCIJA, saviindukcija, moterims. (fizinis). 1. tik vienetai Reiškinys, kad, pasikeitus srovei laidininke, jame atsiranda elektrovaros jėga, užkertanti kelią šiam pokyčiui. Saviindukcijos ritė. 2. Įrenginys, kuriame yra ... ... Žodynas Ušakovas

SAVIINDUKCIJA- (Savaime indukcija) 1. Įtaisas su indukcine varža. 2. Reiškinys, susidedantis iš to, kad laidininke keičiantis elektros srovės dydžiui ir krypčiai, jame atsiranda elektrovaros jėga, kuri neleidžia ... ... Jūrų žodynas

SAVIINDUKCIJA- elektrovaros jėgos nukreipimas laiduose, taip pat elektros apvijose. mašinos, transformatoriai, aparatai ir prietaisai, kai keičiasi jais tekančios elektros srovės dydis ar kryptis. srovė. Srovė, tekanti per laidus ir apvijas, sukuria aplink juos ... ... Techninis geležinkelių žodynas

savęs indukcija- elektromagnetinė indukcija, kurią sukelia magnetinio srauto pasikeitimas, susipynęs su grandine, dėl elektros srovės šioje grandinėje ... Šaltinis: ELEKTROTEHNIKA. PAGRINDINIŲ SĄVOKŲ SĄVOKOS IR APIBRĖŽIMAI. GOST R 52002 2003 (patvirtinta ... ... Oficiali terminija

savęs indukcija- daiktavardis, sinonimų skaičius: 1 elektrovaros sužadinimas (1) ASIS sinonimų žodynas. V.N. Trišinas. 2013... Sinonimų žodynas

savęs indukcija- Elektromagnetinė indukcija, atsirandanti dėl magnetinio srauto, susiliejančio su grandine, pasikeitimo dėl šioje grandinėje esančios elektros srovės. [GOST R 52002 2003] EN saviindukcijos elektromagnetinė indukcija srovės vamzdyje dėl svyravimų… … Techninis vertėjo vadovas

SAVIINDUKCIJA- specialus elektromagnetinės indukcijos atvejis (žr. (2)), susidedantis iš indukuoto (indukuoto) EML atsiradimo grandinėje ir dėl magnetinio lauko, sukurto kintančios srovės, tekančios toje pačioje grandinėje, laiko pokyčių. .. ... Didžioji politechnikos enciklopedija

Knygos

Lentelių komplektas. Fizika. Elektrodinamika (10 lentelių), . Mokomasis albumas iš 10 lapų. Elektra, srovės stiprumas. Atsparumas. Omo dėsnis grandinės atkarpai. Laidininko varžos priklausomybė nuo temperatūros. Laido jungtis. EMF. Omo dėsnis…

SAVIINDUKCIJA

Kiekvienas laidininkas, kuriuo teka elektra. srovė yra savo magnetiniame lauke.

Keičiant srovės stiprumą laidininke, pasikeičia m.laukas, t.y. keičiasi šios srovės sukuriamas magnetinis srautas. Pasikeitus magnetiniam srautui, atsiranda sūkurys el. grandinėje atsiranda laukas ir indukcijos emf.

Šis reiškinys vadinamas saviindukcija.
Saviindukcija – EML indukcijos atsiradimo el. pašte reiškinys. grandinė dėl srovės stiprumo pasikeitimo.
Gautas emf vadinamas EML saviindukcija

Grandinės uždarymas

Uždarius el. grandinėje didėja srovė, dėl ko padidėja magnetinis srautas ritėje, atsiranda sūkurinė elektrinė. laukas, nukreiptas prieš srovę, t.y. ritėje atsiranda saviindukcijos EMF, kuri neleidžia srovei kilti grandinėje (sūkurys sulėtina elektronų judėjimą).
Kaip rezultatas L1 užsidega vėliau, nei L2.

Atvira grandinė

Atsidarius elektros grandinei srovė mažėja, ritėje sumažėja m.srautas, atsiranda sūkurinis elektrinis laukas, nukreiptas kaip srovė (linkęs išlaikyti vienodą srovės stiprumą), t.y. Ritėje atsiranda savaiminis indukcinis emf, kuris palaiko srovę grandinėje.
Dėl to L išjungus ryškiai mirksi.

Išvestis

elektrotechnikoje saviindukcijos reiškinys pasireiškia uždarius grandinę (elektros srovė didėja palaipsniui) ir atidarius grandinę (elektros srovė neišnyksta iš karto).

Nuo ko priklauso saviindukcijos EML?

El. paštas srovė sukuria savo magnetinį lauką. Magnetinis srautas per grandinę yra proporcingas magnetinio lauko indukcijai (Ф ~ B), indukcija yra proporcinga srovės stiprumui laidininke
(B ~ I), todėl magnetinis srautas yra proporcingas srovės stiprumui (Ф ~ I).
Saviindukcijos EML priklauso nuo srovės stiprumo kitimo greičio el. grandinės, nuo laidininko savybių
(dydis ir forma) ir santykinis terpės, kurioje yra laidininkas, magnetinis pralaidumas.
Fizinis dydis, parodantis saviindukcijos EML priklausomybę nuo laidininko dydžio ir formos bei aplinkos, kurioje yra laidininkas, vadinamas saviindukcijos koeficientu arba induktyvumu.

Induktyvumas – fizinis. vertė, skaitinė lygi savaiminės indukcijos EML, kuri atsiranda grandinėje, kai srovės stiprumas pasikeičia 1 amperu per 1 sekundę.
Be to, induktyvumą galima apskaičiuoti pagal formulę:

kur F yra magnetinis srautas per grandinę, I yra srovės stiprumas grandinėje.

Induktyvumo vienetai SI sistemoje:

Ritės induktyvumas priklauso nuo:
apsisukimų skaičius, ritės dydis ir forma bei santykinis terpės magnetinis pralaidumas
(galimas branduolys).

Saviindukcijos EMF neleidžia padidinti srovės stiprumo, kai grandinė įjungiama, ir sumažinti srovės stiprumą, kai grandinė atidaroma.

Aplink laidininką su srove yra magnetinis laukas, turintis energiją.
Iš kur ji atsiranda? Dabartinis šaltinis įtrauktas į el. grandinė, turi energijos saugyklą.
Uždarymo metu el. Grandinėje srovės šaltinis išeikvoja dalį savo energijos, kad įveiktų atsirandančios saviindukcijos EML. Ši energijos dalis, vadinama srovės savienergija, eina į magnetinio lauko formavimąsi.

Magnetinio lauko energija yra savo dabartinę energiją.
Srovės savaiminė energija yra skaitine prasme lygi darbui, kurį srovės šaltinis turi atlikti, kad įveiktų savaiminės indukcijos EML, kad grandinėje susidarytų srovė.

Srovės sukuriamo magnetinio lauko energija yra tiesiogiai proporcinga srovės stiprumo kvadratui.
Kur dingsta magnetinio lauko energija sustojus srovei? - išsiskiria (atsidarius pakankamai didelės srovės grandinę, gali atsirasti kibirkštis arba lankas)

KLAUSIMAI TIKRINIMO DARBUI
tema "Elektromagnetinė indukcija"

1. Išvardykite 6 būdus, kaip gauti indukcijos srovę.
2. Elektromagnetinės indukcijos reiškinys (apibrėžimas).
3. Lenco taisyklė.
4. Magnetinis srautas (apibrėžimas, brėžinys, formulė, įeinantys dydžiai, jų matavimo vienetai).
5. Elektromagnetinės indukcijos dėsnis (apibrėžimas, formulė).
6. Sūkurinio elektrinio lauko savybės.
7. Vienodame magnetiniame lauke judančio laidininko indukcijos EML (išvaizdos priežastis, brėžinys, formulė, įvesties reikšmės, jų matavimo vienetai).
7. Savęs indukcija (trumpa elektrotechnikos apraiška, apibrėžimas).
8. Saviindukcijos EML (jo veiksmas ir formulė).
9. Induktyvumas (apibrėžimas, formulės, matavimo vienetai).
10. Srovės magnetinio lauko energija (formulė, iš kur atsiranda srovės m. lauko energija, kur ji išnyksta srovei sustojus).

Elektros srovė, einanti per laidininką, sukuria aplink jį magnetinį lauką. Magnetinis srautas Ф per grandinę iš šio laidininko yra proporcingas grandinės viduje esančio magnetinio lauko indukcijos moduliui B, o magnetinio lauko indukcija, savo ruožtu, yra proporcinga srovės stipriui laidininke. Todėl magnetinis srautas per grandinę yra tiesiogiai proporcingas srovės stiprumui grandinėje:

Proporcingumo koeficientas tarp srovės stiprio I grandinėje ir šios srovės sukuriamo magnetinio srauto F vadinamas induktyvumu. Induktyvumas priklauso nuo laidininko dydžio ir formos, nuo magnetines savybes aplinka, kurioje yra laidininkas.

Induktyvumo vienetas.

vienam induktyvumo vienetui in tarptautinė sistema priimtas henry Šis vienetas nustatomas pagal formulę (55.1):

Grandinės induktyvumas yra lygus, jei, esant 1 A nuolatinei srovei, magnetinis srautas per grandinę yra

Savęs indukcija.

Pasikeitus srovės stipriui ritėje, pasikeičia šios srovės sukurtas magnetinis srautas. Pasikeitus į ritę prasiskverbiančio magnetinio srauto, ritėje turėtų atsirasti indukcinis emf. EML indukcijos atsiradimo reiškinys

elektros grandinė dėl srovės stiprumo pasikeitimo šioje grandinėje vadinama saviindukcija.

Pagal Lenco taisyklę savaiminės indukcijos EMF neleidžia padidėti srovės stiprumui, kai grandinė įjungiama, ir sumažinti srovės stiprumą, kai grandinė išjungiama.

Savaiminės indukcijos reiškinį galima stebėti sumontavus elektros grandinę iš didelės induktyvumo ritės, rezistoriaus, dviejų vienodų kaitrinių lempų ir srovės šaltinio (197 pav.). Rezistorius turi būti toks pat elektrinė varža taip pat ritės viela. Patirtis rodo, kad uždarius grandinę elektros lempa, nuosekliai sujungta su rite, užsidega kiek vėliau nei lempa, nuosekliai sujungta su rezistoriumi. Srovės padidėjimui ritės grandinėje užsidarius neleidžia savaiminė indukcijos EMF, atsirandanti padidėjus magnetiniam srautui ritėje. Kai maitinimo šaltinis išjungtas, mirksi abi lemputės. Šiuo atveju srovę grandinėje palaiko savaiminės indukcijos EMF, kuri atsiranda, kai ritėje sumažėja magnetinis srautas.

Saviindukcijos EML, atsirandanti ritėje, kurios induktyvumas pagal elektromagnetinės indukcijos dėsnį yra lygus

Saviindukcijos EMF yra tiesiogiai proporcinga ritės induktyvumui ir srovės stiprumo kitimo greičiui ritėje.

Naudodamiesi išraiška (55.3), galime pateikti antrąjį induktyvumo vieneto apibrėžimą: elektros grandinės elementas turi induktyvumą, jei, tolygiai keičiant srovės stiprumą grandinėje 1 A per 1 s, EML joje atsiranda 1 V saviindukcija.

Magnetinio lauko energija.

Atjungus induktorių nuo srovės šaltinio, lygiagrečiai su rite sujungta kaitrinė lempa trumpai blyksteli. Srovė grandinėje atsiranda veikiant savaiminės indukcijos EMF. Šiuo atveju elektros grandinėje išsiskiriančios energijos šaltinis yra ritės magnetinis laukas.

Induktoriaus magnetinio lauko energiją galima apskaičiuoti taip. Norėdami supaprastinti skaičiavimą, apsvarstykite atvejį, kai, atjungus ritę nuo šaltinio, srovė grandinėje laikui bėgant mažėja pagal tiesinį dėsnį. Šiuo atveju saviindukcijos EML pastovi vertė yra lygi