EDS pašindukcijas definīcija. Kas ir pašindukcijas EML

Izgudrojums attiecas uz elektrotehniku, jo īpaši uz indukcijas strāvas ģeneratoru konstrukcijām, un to var izmantot elektromagnētiskajās iekārtās un elektriskās iekārtās, piemēram, motoros, ģeneratoros, transformatoros, jo īpaši kā pakāpju transformatoru. Tehniskais rezultāts ir emf palielināšana izejā, izmantojot impulsa spriegumu uz sekundāro tinumu un sekundārā tinuma konstrukcijas ieviešana, kas ļautu tieši noņemt no ģeneratora iegūto impulsa spriegumu un tajā pašā laikā primārā tinuma kopējo jaudu. un sekundārie tinumi. 6 w.p. f-ly, 2 slim.

RF patenta 2524387 rasējumi

Izgudrojums attiecas uz elektrotehniku, jo īpaši uz impulsu indukcijas strāvas ģeneratoru konstrukcijām.

Šī izgudrojuma mērķis ir impulsu ģeneratora izmantošana EML pašindukcija nodrošināt impulsu barošanu dažādām elektromagnētiskajām instalācijām un elektriskajām mašīnām, kas ļauj būtiski paplašināt impulsu enerģijas avotu arsenālu. Iepriekš zināmais "Indukcijas sinhronais ģenerators", pieteikums RU 9811934 7, publ. 09/10/2000, IPC H02K 21/14, izmantojot statora tinuma strāvas, uz kura armatūras pulsē strāvas, un induktors (rotors), izgatavots aizsargāts no magnētiskais lauks statora armatūras tinumu strāvas. Ļauj paplašināt ģeneratora darbības režīmus. Taču ģenerators satur rotējošas daļas, un tāpēc tam ir visi šādu ģeneratoru trūkumi, t.i. problēmas, kas saistītas ar elektroenerģijas pārslēgšanu, nav atrisinātas. Piedāvātajā projektā nav iespējams iegūt nepieciešamo augstu spriegumu.

Pazīstams kā ģenerators elektriskā enerģija", pieteikums RU 9402533 5, publ. 06/10/1996, IPC H02K 19/16, kas satur kompozītmateriālu gredzenu tinumus ar serdi, indukcijas spoli un ierosmes tinumu. Ļauj palielināt elektroenerģijas ģeneratora veiktspēju, samazināt statora tinuma induktīvo pretestību, samazināt izmaksas mehāniskais darbs pārvēršot mehānisko enerģiju elektroenerģijā un palielinot efektivitāti. Tomēr ģenerators konstrukcijas īpatnību dēļ neļauj izmantot pašindukcijas EMF. Ģeneratorā ir rotējošas daļas, un tāpēc tam ir visi šādu ģeneratoru trūkumi, t.i. problēmas, kas saistītas ar elektroenerģijas pārslēgšanu, nav atrisinātas.

Zināms lietderības modelis"Kombinētais elektromagnētiskais tinums", patents RU 96443, publ. 27/07/2010, IPC H01F 5/00, kurā ir divi vai vairāki vadītāji ar pievadiem, un vadītāji ir atdalīti ar dielektriķi. Ļauj paplašināt darbības režīmus. Taču kā primārais tinums tiek izmantoti abi vadītāji, nav augstsprieguma sekundārā tinuma, kas neļauj tinumu izmantot augstsprieguma transformatoros, kā arī nenodrošina indukcijas EMF noņemšanu un izmantošanu no sekundārā tinuma.

Tuvākais izgudrojuma pielietojums ir "Induktīvi-statiskā metode elektroenerģijas ģenerēšanai un ierīce tās ieviešanai", RU 2004124018, publ. 27.01.2006, IPC H01F 1/00, saskaņā ar kuru ir primārie un sekundārie tinumi, kas veido induktors ar brīvās magnētiskās enerģijas pāreju uz induktīvi atkarīgu stāvokli, un tiek inducēts indukcijas EMF un magnētiskās plūsmas blīvums. tiek iegūts proporcionāli pieaugumam elektriskā jauda. Ļauj izmantot sekundāro tinumu ar induktivitāti, kas ir mazāka par magnētiskās plūsmas blīvējuma daudzumu, kas nodrošina proporcionālu blīvēšanu un ģeneratora elektriskās jaudas pieaugumu. Metode izmanto indukciju un tajā pašā laikā statiskās ģenerēšanas metodes. Tomēr nav ierosināta ģeneratora sekundārā tinuma konstrukcija, kas ļauj tieši noņemt no ģeneratora iegūto impulsa spriegumu un pašindukcijas EMF strāvu.

Arī tuvākais risinājums ir klasiskais ķēdes shēma demonstrācijas eksperimentiem elektromagnētiskā indukcija kad ķēde tiek atvērta. Šī shēma (ierīce) funkcionāli ir pašindukcijas EMF impulsu ģenerators. Saistībā ar iepriekš minēto kā prototipu mēs pieņemam zīmējumā redzamo instalāciju - 424. att. 231. lpp., mācību grāmata: Fizikas kurss, otrā daļa, izd. "Nauka", Maskava 1970 Autori: L.S. Ždanovs, V.A. Maranjan.

Tomēr klasiskajā shēmā kodols elektriskais tērauds strukturāli tas nespēj vienlaicīgi veikt divas funkcijas ierīcē: elektriski vadošu tinumu un klasisko, kā 424. att. prototipa, magnētisko ķēdi, t.i., indukcijas spoles serdi (M). Prototips neļauj tieši noņemt un izmantot pašindukcijas EML, kas rodas klasiskās indukcijas spoles kodolā.

Piedāvātā izgudrojuma mērķis ir impulsu spriegumu izmantošana un ģeneratora sekundārā tinuma konstrukcijas realizācija, kas ļautu tieši noņemt no ģeneratora iegūto impulsa spriegumu.

Tehniskais rezultāts, ko piedāvā piedāvātais tehniskais risinājums, ir būtisks elektroenerģijas impulsu ražošanas un pārveidošanas līdzekļu arsenāla paplašināšana. Pretenzija tehniskais rezultāts nodrošināts sakarā ar to, ka pašindukcijas EMF impulsu ģenerators ir strukturāli projektēts vienfāzes pakāpju transformatora primāro un sekundāro tinumu veidā standarta tehniskais izpildījums(ņemot vērā to, ka sekundārais tinums ir gan funkcionāli elektrības vadītājs, gan magnētiskā ķēde, piedāvāto konstrukciju ir ierosināts uzskatīt par vienkāršāko indukcijas spoli ar serdi, kas veidota spirālveida spoles veidā ar iespēju noņemt pašindukcijas EMF no tā) un tie ir aprīkoti ar diviem vai vairākiem vadītājiem, kurus atdala ar dielektriķi un katram vadītājam ir spailes. Ģenerators atšķiras ar to, ka zemsprieguma primārais tinums (vadītājs) ir izgatavots no spirālveida lentes un tam ir vismaz 2 apgriezieni, kas uztīti cieši vai ar nelielu atstarpi, pagrieziens uz griešanos, tinuma lente ir izgatavota ar platumu no 120 līdz 200 mm un biezums no 1 līdz 2 mm; augstsprieguma sekundārais tinums (vadītājs) arī ir izgatavots no spirāllentes, tinuma lente ir izgatavota no elektrotērauda, ​​kas pārklāta ar elektrisko izolāciju un ir vismaz 100 apgriezieni uztīta cieši vai ar nelielu atstarpi, pagrieziens uz griešanos, lente ir izgatavota ar platumu no 120 līdz 200 mm un ne biezāku par 0,1 mm. Primārais tinums ir elektriski savienots ar zemsprieguma akumulatoru caur slēdzi, veidojot slēgtu elektrisko ķēdi, kur sekundārais tinums ir gan elektriski vadošs tinums, gan magnētiskā ķēde. Šajā gadījumā primārā tinuma pagriezieni atrodas ārpus sekundārā tinuma pagriezieniem tā, ka abi tinumi veido pakāpju transformatoru, kurā sekundārais tinums ir augstsprieguma transformatora indukcijas spole, nodrošinot elektrisko elektrovadītspēja, pateicoties elektrotērauda lentei, kas izolēta ar ārējo izolācijas slāni un tajā pašā laikā pilda primārā tinuma serdi, EML tiek noņemts, izmantojot vadītājus, kas elektriski savienoti ar sekundārās tinuma lentes galiem, un tiek iegūts slēdža atslēgas periodiskas darbības dēļ, un slēdža atslēgas darbības biežuma dēļ aprēķināto impulsa spriegumu un strāvu, kas rodas sekundārajā tinumā, nodrošina formula

kur - kur L ir ķēdes induktivitāte vai proporcionalitātes koeficients starp strāvas stipruma izmaiņu ātrumu ķēdē un iegūto pašindukcijas EMF,

- strāvas stipruma izmaiņu ātrums elektriskajā ķēdē

Atsevišķos gadījumos primāro tinumu var izgatavot no vara vai alumīnija vadītāja, tam var būt 3 apgriezieni vai vairāk, apgriezienu skaitu ierobežo transformatora attiecība: sekundārā tinuma apgriezienu skaita attiecība pret skaitli primārā tinuma pagriezienu, kas nosaka transformācijas koeficientu, t.i. cik liels spriegums sekundārajā tinumā ir lielāks nekā primārajā. Piemēram, akumulatora baterija zemspriegums var būt 12-24 volti, un tas ir avots līdzstrāva. Jo īpaši slēdža atslēgas periodiska darbība tiek veikta ar rūpniecisko maiņstrāvas frekvenci 50 Hz. Šajā gadījumā frekvences var būt jebkuras tehniski iespējamas ieviešanai, bet 50 Hz ir labākas, jo to ir vieglāk pārveidot vai patērēt, izmantojot pieejamos standarta pārveidotājus vai elektroierīces. Aprēķināto pašindukcijas EMF sekundārajā tinumā jo īpaši nodrošina ķēdes ģeometrija un primārā tinuma serdes magnētiskās īpašības. Tātad to var izgatavot ar kontūru formu, kas ir veidota apaļa ar diametru 150 mm vai vairāk, kas ir atkarīga no transformācijas koeficienta, kas nosaka sekundārā tinuma diametru atkarībā no izmantotā elektrotērauda biezuma, vai apaļa spirāles forma. Tā kā sekundārais tinums ir augstsprieguma tinums un izgatavots no elektrotērauda, ​​tas nozīmē, ka tā magnētiskās īpašības nosaka pats materiāls (t.i., elektrotērauda faktiskās magnētiskās īpašības).

Izgudrojums visvispārīgākajā formā ir ilustrēts zīmējumos. Specifiski dizains neaprobežojas tikai ar zīmējumos parādītajiem iemiesojumiem.

1. attēlā parādīts primārā un sekundārā tinuma izkārtojums un akumulators ar atslēgas slēdzi.

2. attēlā parādīts sadaļa A-A gar savienotajiem sekundārajiem un primārajiem tinumiem.

Šis tehniskais risinājums ir ilustrēts ar zīmējumu, kas neaptver visus iespējamos dizaina variantus uzrādītajai savienojuma shēmai.

Pašindukcijas EMF impulsu ģeneratora ierīce ir parādīta 1. un 2. attēlā (sadaļā), un šī ierīce ir strukturāli izgatavota vienfāzes pakāpju transformatora formā (un arī strukturāli ir vienkāršākā indukcija spole), kas sastāv no primārā (1) spirālveida lentes tinuma (vara vai alumīnija vadītāja), 2-3 apgriezieni 1-2 mm biezi, 120 mm plati, savienoti ar zemsprieguma akumulatoru (2) 12-24 V - a līdzstrāvas avots caur slēdža atslēgu (3), veidojot slēgtu elektrisko ķēdi .

Sekundārais augstsprieguma spirāllentes tinums (4) izgatavots no elektrotērauda, ​​kas pārklāts ar elektrisko izolāciju, apgriezienu skaits ir 100 vai vairāk, lentes biezums 0,1 mm, platums 120 mm.

Sekundārais tinums (4), kas izgatavots no elektrotērauda, ​​konstrukcijā vienlaikus veic divas funkcijas: elektriski vadošu tinumu un magnētisko ķēdi.

Kā elektriskais vadītājs, sekundārais tinums (4) ir pakāpju transformatora augstsprieguma indukcijas spole.

Kā magnētiskā ķēde sekundārais tinums (4) ir klasiskās indukcijas spoles primārā tinuma (2) kodols.

Primārais (1) un sekundārais (4) tinums vienfāzes pakāpju transformatoram un ir aprīkots ar diviem vai vairākiem vadītājiem (5), sekundāro tinumu vadītājiem ir spaile (6) - t.i. EML tiek noņemts, izmantojot vadītājus (5, 6), kas elektriski savienoti ar sekundārās tinuma lentes galiem, un tiek iegūti, pateicoties periodiskai slēdža atslēgas (3) darbībai. Turklāt strāvas, kas rodas sekundārajā tinumā, aprēķina pēc formulas

kur L ir ķēdes induktivitāte vai proporcionalitātes koeficients starp strāvas stipruma izmaiņu ātrumu primārā tinuma ķēdē (1) un iegūto pašindukcijas EMF sekundārajā tinumā (2),

- strāvas stipruma izmaiņu ātrums primārā tinuma (1) elektriskajā ķēdē slēdža atslēgas (3) dēļ.

Atslēgas slēdža (3) periodiska darbība tiek veikta ar rūpniecisko maiņstrāvas frekvenci 50 Hz. Aprēķināto pašindukcijas EMF sekundārajā tinumā (4) nodrošina sekundārā tinuma (4) ķēdes ģeometrija un serdes (4) magnētiskās īpašības primārajam tinumam (1).

Ar primāro (1) un sekundāro (4) tinumu iegūtā ķēdes forma piedāvātajā versijā ir izgatavota ar apaļu diametru 150 mm vai vairāk.

Ierīce darbojas šādi.

Kad atslēga (3) aizver primārā tinuma (1) elektrisko ķēdi, rodas magnētiskais lauks, kura enerģija tiek uzkrāta sekundārā tinuma (4) magnētiskajā laukā.

Atverot primārā tinuma (1) ķēdes atslēgu (3), veidojas dilstoša strāva, kurai saskaņā ar Lenca likumu ir tendence uzturēt sekundārā tinuma (4) inducētās indukcijas EMF.

Rezultātā sekundārā tinuma (4) magnētiskajā laukā uzkrātā enerģija tiek pārvērsta primārā tinuma (1) pašindukcijas strāvas papildu enerģijā, kas baro sekundārā tinuma (4) elektrisko ķēdi.

Atkarībā no sekundārā tinuma (4) ķēdē uzkrātās magnētiskās enerģijas daudzuma pašindukcijas strāvas jauda var būt dažāda, un to nosaka pēc labi zināmas formulas:

Tādējādi šis izgudrojums sasniedz tehnisko rezultātu, kas sastāv no tā, ka ierīces sekundārā tinuma dizains, materiāls un dubultā funkcionalitāte ļauj noņemt un efektīvi izmantot iegūto pašindukcijas EMF.

Piedāvātā rūpnieciskā pielietojamība tehniskais risinājums apstiprināja vispārīgie noteikumi fizika. Tātad pašindukcijas efekts ir aprakstīts mācību grāmatā (L.S. Ždanovs, V.A. Marandžjans, fizikas kurss vidējiem īpašas institūcijas, 2. daļa elektrība, izd. Trešais, stereotipiskais, fiziskās un matemātiskās literatūras galvenais izdevums, M., 1970, 231., 232., 233. lpp.). Pašindukcija notiek, kad ķēde atveras, tā ir tieši proporcionāla strāvas stipruma izmaiņu ātrumam elektriskajā ķēdē. Tradicionālajās shēmās pašindukcijas fenomenu vienmēr pavada dzirksteles parādīšanās, kas rodas ķēdes pārrāvuma vietā. Tā kā piedāvātajā konstrukcijā sekundārajā tinumā (4) tās konstrukcijas dēļ nav pārrāvuma elektriskā ķēde, atkarībā no šajā ķēdē uzkrātās magnētiskās enerģijas daudzuma, pārrāvuma strāva nedzirksteļo, bet pāriet ģenerētajā jaudā. . Tādējādi sekundārā tinuma (4) konstrukcijā, atverot līdzstrāvas ķēdi primārajā tinumā (1), šīs ķēdes magnētiskajā laukā uzkrātā enerģija tiek pārvērsta pašindukcijas strāvas enerģijā. sekundārā tinuma ķēde (4).

Tā kā elektromotora spēks (EMF) ir daudzums vienāds ar darbuārējie spēki, mūsu gadījumā tas ir mainīgais primārās spoles (1) magnētiskais lauks, kas attiecas uz pozitīva lādiņa vienību, tas ir EML, kas darbojas ķēdē vai tās sadaļā, mūsu gadījumā tas ir sekundārais tinums (4). Ārējos spēkus var raksturot ar darbu, ko tie veic uz lādiņiem, kas pārvietojas pa ķēdi, un EML izmērs sakrīt ar potenciāla izmēru un tiek mērīts tajās pašās vienībās. Tāpēc vektora lielumu E sauc arī par ārējo spēku lauka intensitāti. Ārējo spēku lauks mūsu gadījumā rodas mainīgā magnētiskā lauka dēļ primārajā tinumā (1). Tādējādi EML, kas darbojas slēgtā ķēdē, var definēt kā ārējo spēku lauka intensitātes vektora cirkulāciju, t.i. ārējie spēki, kas rodas primārajā tinumā (1) pārtraukuma dēļ elektriskais lauks atslēgu slēdzis (3). Šis noteikums nodrošina indukcijas EML rašanos sekundārajā tinumā (4). Šī fizikālā parādība ir aprakstīta mācību grāmatā (I.V. Saveļjevs, Fizikas kurss, 2. sējums, elektrība, 84., 85. lpp., red. Otrais stereotips, izd. Zinātne, fiziskās un matemātikas literatūras galvenais izdevums, M., 1966. ) .

Papildus ārējiem spēkiem lādiņu ietekmē elektrostatiskā lauka spēki, kas rodas tieši sekundārajā spolē (4).

Ierīce izmanto arī elektromagnētiskās indukcijas fenomenu, kas aprakstīts (R.A. Mustafaev, V.G. Krivtsov, mācību grāmata, fizika, lai palīdzētu augstskolu reflektantiem, red. M., pabeigt skolu, 1989).

Tādējādi piedāvātajā izgudrojumā izmantotā ģeneratora kā ierīces konstrukcija ļauj efektīvi ģenerēt, noņemt un izmantot pašindukcijas EMF. Tādējādi ierīci var izgatavot rūpnieciskā veidā un tiks ieviests kā daudzsološs efektīvs pašindukcijas EMF impulsu ģenerators, kas ļauj paplašināt arsenālu tehniskajiem līdzekļiem elektroenerģijas impulsu ģenerēšanai un pārveidošanai.

PRASĪBAS

1. impulsu pašindukcijas emf ģenerators, kas konstruēts kā vienfāzes pakāpju transformators, kas sastāv no primārajiem un sekundārajiem tinumiem un aprīkots ar diviem vai vairākiem vadītājiem, kas ir atdalīti ar dielektriķi, un vadītājam ir pievadi, kas raksturīgs ar to, ka zemsprieguma primārais tinums ir izgatavots no spirālveida lentes un tam ir vismaz divi apgriezieni, kas uztīti cieši vai nelielā attālumā viens no otra, tinuma lente ir izgatavota 120-200 mm plata un 1-2 mm bieza; sekundārais augstsprieguma tinums ir izgatavots arī no spirālveida lentes, tinuma lente ir izgatavota no elektrotērauda, ​​kas pārklāta ar elektrisko izolāciju, ir vismaz 100 apgriezieni, kas uztīti cieši vai nelielā attālumā viens no otra, lente ir izgatavota 120-200 mm plata un ne vairāk kā 0 biezs, 1 mm, primārais tinums ir elektriski savienots ar zemsprieguma akumulatoru caur atslēgas slēdzi, lai izveidotu slēgtu elektrisko ķēdi, un sekundārais tinums ir gan elektriski vadošs tinums, gan magnētiskā ķēde, savukārt primārā tinuma vijumi atrodas ārpus sekundārā tinuma pagriezieniem tā, ka abi tinumi veido pakāpju transformatoru, kurā sekundārais tinums ir pakāpju transformatora indukcijas spole, nodrošinot elektrovadītspēju, pateicoties elektriskā tērauda lente, kas izolēta ar ārējo izolācijas slāni un tajā pašā laikā darbojas kā primārā tinuma serde, emf tiek noņemts ar vadītāju palīdzību , elektriski savienoti ar sekundārās tinuma lentes galiem, un tiek iegūti, pateicoties periodiskai slēdža atslēgas darbībai.

2. Impulsu ģeneratora emf pašindukcijas iekārta saskaņā ar 1. punktu, kas raksturīga ar to, ka primārais tinums ir izgatavots no vara vai alumīnija vadītāja.

3. Impulsu ģeneratora emf pašindukcija saskaņā ar 1. punktu, kas atšķiras ar to, ka primārajam tinumam ir trīs apgriezieni.

4. Impulsu ģeneratora emf pašindukcijas iekārta saskaņā ar 1. punktu, kas raksturīga ar to, ka zemsprieguma akumulators ir paredzēts 12-24 voltiem un ir līdzstrāvas avots.

5. Impulsu ģeneratora emf pašindukcija saskaņā ar 1. punktu, kas raksturīga ar to, ka atslēgu slēdža periodiska darbība tiek veikta ar rūpniecisko maiņstrāvas frekvenci 50 Hz.

6. Pašindukcijas impulsu ģenerators saskaņā ar 1. punktu, kas raksturīgs ar to, ka aprēķināto pašindukcijas emf nodrošina ķēdes ģeometrija un primārā tinuma serdes magnētiskās īpašības.

7. Impulsu ģeneratora emf pašindukcijas iekārta saskaņā ar 1. punktu, kas raksturīga ar to, ka ķēdes forma ir apaļa ar diametru 150 mm vai vairāk.

Elektromagnētiskā indukcija - elektrisko strāvu ģenerēšana ar magnētiskajiem laukiem, kas laika gaitā mainās. Šīs parādības atklāšana, ko veica Faradejs un Henrijs, ieviesa zināmu simetriju elektromagnētisma pasaulē. Maksvelam vienā teorijā izdevās savākt zināšanas par elektrību un magnētismu. Viņa pētījumi paredzēja eksistenci elektromagnētiskie viļņi pirms eksperimentāliem novērojumiem. Hertz pierādīja savu eksistenci un atklāja cilvēcei telekomunikāciju laikmetu.

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

Faradeja eksperimenti

Faradeja un Lenca likumi

Elektriskās strāvas rada magnētiskus efektus. Vai magnētiskais lauks var radīt elektrisku? Faradejs atklāja, ka vēlamā ietekme rodas magnētiskā lauka izmaiņu dēļ laika gaitā.

Kad vadītāju šķērso mainīga magnētiskā plūsma, tajā tiek inducēts elektromotora spēks, kas izraisa elektrisko strāvu. Sistēma, kas ģenerē strāvu, var būt pastāvīgais magnēts vai elektromagnēts.

Elektromagnētiskās indukcijas fenomenu regulē divi likumi: Faradeja un Lenca likumi.

Lenca likums ļauj raksturot elektromotora spēku attiecībā pret tā virzienu.

Svarīgs! Inducētās emf virziens ir tāds, ka tā izraisītajai strāvai ir tendence pretoties cēlonim, kas to rada.

Faradejs pamanīja, ka inducētās strāvas intensitāte palielinās, kad ātrāk mainās lauka līniju skaits, kas šķērso ķēdi. Citiem vārdiem sakot, elektromagnētiskās indukcijas EML ir tieši atkarīgs no kustības ātruma magnētiskā plūsma.

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

EML indukcija

Indukcijas emf formula ir definēta šādi:

E \u003d - dF / dt.

Zīme "-" parāda, kā inducētās emf polaritāte ir saistīta ar plūsmas zīmi un mainīgo ātrumu.

Tiek iegūts vispārīgs elektromagnētiskās indukcijas likuma formulējums, no kura var iegūt izteiksmes konkrētiem gadījumiem.

Vada kustība magnētiskajā laukā

Kad vads ar garumu l pārvietojas magnētiskajā laukā ar indukciju B, tā iekšpusē tiks inducēts EML, proporcionāls tā lineārajam ātrumam v. Lai aprēķinātu EML, tiek izmantota formula:

• ja vadītājs kustas perpendikulāri magnētiskā lauka virzienam:

E \u003d - B x l x v;

• ja kustība notiek citā leņķī α:

E \u003d - B x l x v x sin α.

Inducētais emf un strāva tiks novirzīti virzienā, kuru mēs atrodam, izmantojot noteikumu labā roka: novietojot roku perpendikulāri magnētiskā lauka līnijām un pavēršot īkšķi vadītāja kustības virzienā, jūs varat uzzināt EML virzienu pēc atlikušajiem četriem iztaisnotajiem pirkstiem.

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

Vada pārvietošana MP

Rotējoša spole

Elektroenerģijas ģeneratora darbības pamatā ir ķēdes rotācija MP, kurai ir N apgriezieni.

EML tiek inducēts elektriskajā ķēdē ikreiz, kad magnētiskā plūsma to šķērso, saskaņā ar magnētiskās plūsmas definīciju Ф = B x S x cos α (magnētiskā indukcija, kas reizināta ar virsmas laukumu, caur kuru MP iet, un magnētiskās plūsmas kosinusu. leņķis, ko veido vektors B un plaknei S perpendikulāra taisne).

No formulas izriet, ka F var tikt mainīts šādos gadījumos:

• MF izmaiņu intensitāte - vektors B;
• kontūras ierobežotā platība mainās;
• mainās orientācija starp tām, ko nosaka leņķis.

Pirmajos Faradeja eksperimentos inducētās strāvas tika iegūtas, mainot magnētisko lauku B. Tomēr ir iespējams inducēt EML, nepārvietojot magnētu vai nemainot strāvu, bet vienkārši pagriežot spoli ap savu asi magnētiskajā laukā. Šajā gadījumā magnētiskā plūsma mainās, mainoties leņķim α. Spole rotācijas laikā šķērso MP līnijas, rodas emf.

Ja spole griežas vienmērīgi, šīs periodiskās izmaiņas izraisa periodiskas magnētiskās plūsmas izmaiņas. Vai arī katru sekundi šķērsoto MF spēka līniju skaits iegūst vienādas vērtības ar vienādiem laika intervāliem.

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

Kontūras pagriešana MP

Svarīgs! Inducētā emf laika gaitā mainās līdz ar orientāciju no pozitīvas uz negatīvu un otrādi. EMF grafiskais attēlojums ir sinusoidāla līnija.

Elektromagnētiskās indukcijas EML formulai izmanto izteiksmi:

E \u003d B x ω x S x N x sin ωt, kur:

• S ir platība, ko ierobežo viens pagrieziens vai rāmis;
• N ir apgriezienu skaits;
• ω ir leņķiskais ātrums, ar kādu spole griežas;
• B – MF indukcija;
• leņķis α = ωt.

Praksē ģeneratoros bieži spole paliek nekustīga (stators) un elektromagnēts griežas ap to (rotors).

EML pašindukcija

Izejot cauri spolei maiņstrāva, tas ģenerē mainīgu magnētisko lauku, kuram ir mainīga magnētiskā plūsma, kas izraisa EML. Šo efektu sauc par pašindukciju.

Tā kā MP ir proporcionāls strāvas intensitātei, tad:

kur L ir induktivitāte (H), ko nosaka ģeometriski lielumi: apgriezienu skaits garuma vienībā un to šķērsgriezuma izmēri.

Indukcijas emf formulai ir šāda forma:

E \u003d - L x dI / dt.

Savstarpēja indukcija

Ja divas spoles atrodas blakus, tad tajās tiek inducēts savstarpējas indukcijas EML atkarībā no abu ķēžu ģeometrijas un to orientācijas attiecībā pret otru. Palielinoties ķēžu atdalīšanai, savstarpējā induktivitāte samazinās, jo samazinās to savienojošā magnētiskā plūsma.

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

Savstarpēja indukcija

Lai ir divas spoles. Caur vienas spoles vadu ar N1 pagriezieniem plūst strāva I1, veidojot MF, kas iet cauri spolei ar N2 pagriezieniem. Pēc tam:

1. Otrās spoles savstarpējā induktivitāte attiecībā pret pirmo:

M21 = (N2 x F21)/I1;

1. Magnētiskā plūsma:

F21 = (M21/N2) x I1;

1. Atrodiet inducēto emf:

E2 = - N2 x dФ21/dt = - M21x dI1/dt;

1. Pirmajā spolē EML tiek inducēts identiski:

E1 = - M12 x dI2/dt;

Svarīgs! Elektromotora spēks, ko rada savstarpēja induktivitāte vienā spolē, vienmēr ir proporcionāls elektriskās strāvas izmaiņām otrā.

Savstarpējo induktivitāti var uzskatīt par vienādu ar:

M12 = M21 = M.

Attiecīgi E1 = - M x dI2/dt un E2 = M x dI1/dt.

M = K √ (L1 x L2),

kur K ir savienojuma koeficients starp divām induktivitātēm.

Savstarpējās induktivitātes fenomens tiek izmantots transformatoros - elektriskās ierīcēs, kas ļauj mainīt maiņstrāvas sprieguma vērtību. Ierīce sastāv no divām tinumiem ap vienu serdi. Pirmajā esošā strāva rada mainīgu magnētisko lauku magnētiskajā ķēdē un elektrisko strāvu otrā spolē. Ja pirmā tinuma apgriezienu skaits ir mazāks nekā otra, spriegums palielinās un otrādi.

Šo parādību sauc par pašindukciju. (Jēdziens ir saistīts ar savstarpējās indukcijas jēdzienu, kas it kā ir tās īpašs gadījums).

Pašindukcijas EML virziens vienmēr izrādās tāds, ka, palielinoties strāvai ķēdē, pašindukcijas EMF novērš šo palielināšanos (vērsta pret strāvu), un, strāvai samazinoties, tā samazinās (co. -virzīts ar strāvu). Ar šo īpašību pašindukcijas EML ir līdzīgs inerces spēkam.

Pašindukcijas EML vērtība ir proporcionāla strāvas izmaiņu ātrumam:

.

Proporcionalitātes koeficientu sauc pašindukcijas koeficients vai induktivitāteķēde (spole).

Pašindukcija un sinusoidālā strāva

Caur spoli plūstošās strāvas sinusoidālās atkarības gadījumā spolē pašindukcijas EMF atpaliek no strāvas fāzē par (tas ir, par 90 °), un šī EML amplitūda ir proporcionāla strāvas amplitūda, frekvence un induktivitāte (). Galu galā funkcijas izmaiņu ātrums ir tās pirmais atvasinājums un .

Aprēķināt vairāk vai mazāk sarežģītas shēmas, kas satur induktīvos elementus, t.i., pagriezienus, spoles utt. ierīces, kurās tiek novērota pašindukcija, (sevišķi, pilnīgi lineāras, tas ir, nesatur nelineārus elementus) sinusoidālo strāvu un spriegumu gadījumā tiek izmantota komplekso pretestību metode vai vairāk vienkārši gadījumi, mazāk jaudīga, bet vizuālāka tās versija ir vektoru diagrammu metode.

Ņemiet vērā, ka viss aprakstītais attiecas ne tikai tieši uz sinusoidālām strāvām un spriegumiem, bet arī praktiski uz patvaļīgiem, jo ​​​​pēdējos gandrīz vienmēr var izvērst virknē vai Furjē integrālī un tādējādi samazināt līdz sinusoidālajiem.

Vairāk vai mazāk tiešā saistībā ar to var minēt pašindukcijas fenomena (un attiecīgi arī induktoru) pielietojumu dažādās oscilācijas ķēdes, filtri, aizkaves līnijas un citas dažādas elektronikas un elektrotehnikas shēmas.

Pašindukcija un strāvas pārspriegums

Pašindukcijas fenomena dēļ elektriskā ķēdē ar EML avotu, kad ķēde ir aizvērta, strāva netiek izveidota uzreiz, bet pēc kāda laika. Līdzīgi procesi notiek, atverot ķēdi, savukārt (ar asu atvēršanu) pašindukcijas EMF vērtība šajā brīdī var ievērojami pārsniegt avota EMF.

Visbiežāk iekšā parastā dzīve to izmanto automašīnu aizdedzes spoles. Tipiskais aizdedzes spriegums pie 12V akumulatora sprieguma ir 7-25 kV. Tomēr EML pārsniegums izejas ķēdē pār akumulatora EMF šeit ir saistīts ne tikai ar strauju strāvas pārtraukumu, bet arī ar transformācijas koeficientu, jo visbiežāk tiek izmantota nevis vienkārša induktora spole. , bet transformatora spole, kuras sekundārajam tinumam, kā likums, ir daudzas reizes liels daudzums pagriezieni (tas ir, vairumā gadījumu ķēde ir nedaudz sarežģītāka nekā tā, kuras darbība būtu pilnībā izskaidrojama ar pašindukcijas palīdzību; tomēr tās darbības fizika šajā versijā daļēji sakrīt ar ķēdes darbības fiziku ar vienkāršu spoli).

Šī parādība attiecas arī uz aizdedzi dienasgaismas spuldzes standartā tradicionāls modelis(šeit mēs runājam konkrēti par ķēdi ar vienkāršu induktors – drosele).

Turklāt, atverot kontaktus, tas vienmēr jāņem vērā, ja strāva plūst caur slodzi ar ievērojamu induktivitāti: no tā izrietošais EML lēciens var izraisīt starpkontaktu spraugas pārrāvumu un/vai citus nevēlamus efektus, lai apspiestu. kas šajā gadījumā, kā likums, ir nepieciešams veikt dažādus īpašus pasākumus.

Piezīmes

Saites

• Par pašindukciju un savstarpējo indukciju no "Elektriķa skolas"

Wikimedia fonds. 2010 .

• Burdons, Roberts Gregorijs
• Huans Amārs

Skatiet, kas ir "pašindukcija" citās vārdnīcās:

pašindukcija- pašindukcija... Pareizrakstības vārdnīca

PAŠINDUKCIJA- indukcijas emf rašanās vadošā ķēdē, kad tajā mainās strāvas stiprums; īpaši elektromagnētiskās indukcijas gadījumi. Mainoties strāvas stiprumam ķēdē, mainās magnētiskā plūsma. indukcija caur virsmu, ko ierobežo šī kontūra, kā rezultātā ... Fiziskā enciklopēdija

PAŠINDUKCIJA- indukcijas elektromotora spēka (emf) ierosināšana elektriskā ķēdē, mainoties elektriskās strāvas stiprumam šajā ķēdē; īpašs gadījums elektromagnētiskā indukcija. Pašindukcijas elektromotora spēks ir tieši proporcionāls strāvas izmaiņu ātrumam; ... ... Lielā enciklopēdiskā vārdnīca

PAŠINDUKCIJA- PAŠINDUKCIJA, pašindukcija, sievietēm. (fizisks). 1. tikai vienības Parādība, ka, mainoties strāvai vadītājā, tajā parādās elektromotora spēks, kas novērš šīs izmaiņas. Pašindukcijas spole. 2. Ierīce, kurai ir ...... Vārdnīca Ušakovs

PAŠINDUKCIJA- (Pašindukcija) 1. Ierīce ar induktīvo pretestību. 2. Parādība, kas sastāv no tā, ka, mainoties elektriskās strāvas stiprumam un virzienam vadītājā, tajā rodas elektromotora spēks, kas neļauj ... ... Jūras vārdnīca

PAŠINDUKCIJA- elektromotora spēka vadīšana vados, kā arī elektrības tinumos. mašīnas, transformatori, aparāti un instrumenti, mainot caur tiem plūstošās elektriskās strāvas stiprumu vai virzienu. strāva. Strāva, kas plūst caur vadiem un tinumiem, rada ap tiem ... ... Tehniskā dzelzceļa vārdnīca

pašindukcija- elektromagnētiskā indukcija, ko izraisa izmaiņas magnētiskajā plūsmā, kas bloķējas ar ķēdi, elektriskās strāvas dēļ šajā ķēdē ... Avots: ELEKTROTEHNIKA. PAMATJĒDZIENU TERMINI UN DEFINĪCIJAS. GOST R 52002 2003 (apstiprināts ... ... Oficiālā terminoloģija

pašindukcija- lietvārds, sinonīmu skaits: 1 elektromotora spēka ierosme (1) ASIS sinonīmu vārdnīca. V.N. Trišins. 2013... Sinonīmu vārdnīca

pašindukcija- Elektromagnētiskā indukcija, ko izraisa izmaiņas magnētiskajā plūsmā, kas bloķējas ar ķēdi, elektriskās strāvas dēļ šajā ķēdē. [GOST R 52002 2003] EN Pašindukcijas elektromagnētiskā indukcija strāvas caurulē izmaiņu dēļ… … Tehniskā tulkotāja rokasgrāmata

PAŠINDUKCIJA- īpašs elektromagnētiskās indukcijas gadījums (sk. (2)), kas sastāv no inducēta (inducēta) EML rašanās ķēdē un magnētiskā lauka laika izmaiņām, ko rada mainīga strāva, kas plūst tajā pašā ķēdē. .. ... Lielā Politehniskā enciklopēdija

Grāmatas

• Galdu komplekts. Fizika. Elektrodinamika (10 tabulas), . Izglītojošs albums ar 10 lapām. Elektrība, strāvas stiprums. Pretestība. Oma likums ķēdes posmam. Vadītāja pretestības atkarība no temperatūras. Vadu savienojums. EMF. Oma likums…

PAŠINDUKCIJA

Katrs vadītājs, pa kuru plūst elektrība. strāva atrodas savā magnētiskajā laukā.

Mainoties strāvas stiprumam vadītājā, mainās m.lauks, t.i. mainās šīs strāvas radītā magnētiskā plūsma. Magnētiskās plūsmas izmaiņas noved pie virpuļa rašanās el. ķēdē parādās lauks un indukcijas emf.





Šo parādību sauc par pašindukciju.
Pašindukcija - EML indukcijas parādība e-pastā. ķēde strāvas stipruma izmaiņu rezultātā.
Iegūtais emf tiek saukts EML pašindukcija

Ķēdes slēgšana





Slēdzot el. ķēdē palielinās strāva, kas izraisa magnētiskās plūsmas palielināšanos spolē, rodas elektriskais virpulis. lauks, kas vērsts pret strāvu, t.i. spolē rodas pašindukcijas EMF, kas neļauj ķēdē celties strāvai (virpuļa lauks palēnina elektronu darbību).
Rezultātā L1 iedegas vēlāk, nekā L2.

Atvērta ķēde





Atverot elektrisko ķēdi, strāva samazinās, samazinās m.plūsma spolē, parādās virpuļelektriskais lauks, kas virzīts kā strāva (tieksme saglabāt vienādu strāvas stiprumu), t.i. Spolē parādās pašinduktīvs emf, kas uztur strāvu ķēdē.
Tā rezultātā L, kad tas ir izslēgts spilgti mirgo.

Secinājums

elektrotehnikā pašindukcijas fenomens izpaužas, kad ķēde ir slēgta (elektriskā strāva pakāpeniski palielinās) un ķēde tiek atvērta (elektriskā strāva nepazūd uzreiz).

No kā ir atkarīgs pašindukcijas EML?

E-pasts strāva rada savu magnētisko lauku. Magnētiskā plūsma caur ķēdi ir proporcionāla magnētiskā lauka indukcijai (Ф ~ B), indukcija ir proporcionāla strāvas stiprumam vadītājā
(B ~ I), tāpēc magnētiskā plūsma ir proporcionāla strāvas stiprumam (Ф ~ I).
Pašindukcijas EMF ir atkarīgs no strāvas stipruma izmaiņu ātruma e-pastā. ķēdes, no vadītāja īpašībām
(izmērs un forma) un vides, kurā atrodas vadītājs, relatīvo magnētisko caurlaidību.
Fizikālo lielumu, kas parāda pašindukcijas EML atkarību no vadītāja izmēra un formas un vides, kurā vadītājs atrodas, sauc par pašindukcijas koeficientu vai induktivitāti.





Induktivitāte - fiziska. vērtība, kas skaitliski vienāda ar pašindukcijas EML, kas rodas ķēdē, kad strāvas stiprums mainās par 1 ampēru 1 sekundē.
Arī induktivitāti var aprēķināt pēc formulas:

kur F ir magnētiskā plūsma caur ķēdi, I ir strāvas stiprums ķēdē.

Induktivitātes mērvienības SI sistēmā:

Spoles induktivitāte ir atkarīga no:
apgriezienu skaits, spoles izmērs un forma, kā arī vides relatīvā magnētiskā caurlaidība
(iespējamais kodols).

Pašindukcijas EMF novērš strāvas stipruma palielināšanos, kad ķēde tiek ieslēgta, un strāvas stipruma samazināšanos, kad ķēde tiek atvērta.

Ap vadītāju ar strāvu ir magnētiskais lauks, kam ir enerģija.
No kurienes tas nāk? Pašreizējais avots iekļauts el. ķēdē, ir enerģijas krājums.
E-pasta slēgšanas brīdī. Ķēdē strāvas avots patērē daļu savas enerģijas, lai pārvarētu topošā pašindukcijas EML darbību. Šī enerģijas daļa, ko sauc par strāvas pašenerģiju, nonāk magnētiskā lauka veidošanā.

Magnētiskā lauka enerģija ir pašu pašreizējo enerģiju.
Strāvas pašenerģija skaitliski ir vienāda ar darbu, kas jāveic strāvas avotam, lai pārvarētu pašindukcijas EMF, lai ķēdē izveidotu strāvu.

Strāvas radītā magnētiskā lauka enerģija ir tieši proporcionāla strāvas stipruma kvadrātam.
Kur pazūd magnētiskā lauka enerģija pēc strāvas apstāšanās? - izceļas (atverot ķēdi ar pietiekami lielu strāvu, var rasties dzirkstele vai loks)

JAUTĀJUMI PAR VERIFIKĀCIJAS DARBU
par tēmu "Elektromagnētiskā indukcija"

1. Uzskaitiet 6 veidus, kā iegūt indukcijas strāvu. 2. Elektromagnētiskās indukcijas fenomens (definīcija). 3. Lenca likums. 4. Magnētiskā plūsma (definīcija, rasējums, formula, ienākošie lielumi, to mērvienības). 5. Elektromagnētiskās indukcijas likums (definīcija, formula). 6. Virpuļa elektriskā lauka īpašības. 7. Vienmērīgā magnētiskajā laukā kustīga vadītāja indukcijas EML (izskata iemesls, zīmējums, formula, ievades vērtības, to mērvienības). 7. Pašindukcija (īsa izpausme elektrotehnikā, definīcija). 8. Pašindukcijas EML (tā darbība un formula). 9. Induktivitāte (definīcija, formulas, mērvienības). 10. Strāvas magnētiskā lauka enerģija (formula, no kurienes parādās strāvas m. lauka enerģija, kur tā pazūd, strāvai apstājoties).

Elektriskā strāva, kas iet caur vadītāju, rada ap to magnētisko lauku. Magnētiskā plūsma Ф caur ķēdi no šī vadītāja ir proporcionāla ķēdes iekšpusē esošā magnētiskā lauka indukcijas modulim B, savukārt magnētiskā lauka indukcija ir proporcionāla strāvas stiprumam vadītājā. Tāpēc magnētiskā plūsma caur ķēdi ir tieši proporcionāla strāvas stiprumam ķēdē:

Proporcionalitātes koeficientu starp strāvas stiprumu I ķēdē un šīs strāvas radīto magnētisko plūsmu F sauc par induktivitāti. Induktivitāte ir atkarīga no vadītāja izmēra un formas, uz magnētiskās īpašības vide, kurā atrodas vadītājs.

Induktivitātes mērvienība.

uz induktivitātes vienību in starptautiskā sistēma pieņemts henrijs Šo vienību nosaka, pamatojoties uz formulu (55.1):

Ķēdes induktivitāte ir vienāda, ja ar 1 A līdzstrāvu magnētiskā plūsma caur ķēdi ir

Pašindukcija.

Mainoties strāvas stiprumam spolē, mainās šīs strāvas radītā magnētiskā plūsma. Izmaiņām magnētiskajā plūsmā, kas iekļūst spolē, spolē vajadzētu parādīties indukcijas emf. EML indukcijas parādība

elektriskā ķēde strāvas stipruma izmaiņu rezultātā šajā ķēdē tiek saukta par pašindukciju.

Saskaņā ar Lenca likumu pašindukcijas EMF novērš strāvas stipruma palielināšanos, kad ķēde tiek ieslēgta, un strāvas stipruma samazināšanos, kad ķēde tiek izslēgta.

Pašindukcijas fenomenu var novērot, saliekot elektrisko ķēdi no spoles ar lielu induktivitāti, rezistoru, divām identiskām kvēlspuldzēm un strāvas avotu (197. att.). Rezistoram jābūt tādam pašam elektriskā pretestība kā arī spoles vads. Pieredze rāda, ka tad, kad ķēde ir aizvērta, elektriskā lampa, kas savienota virknē ar spoli, iedegas nedaudz vēlāk nekā lampa, kas virknē savienota ar rezistoru. Strāvas palielināšanos spoles ķēdē pēc aizvēršanas novērš pašindukcijas EMF, kas rodas, palielinoties magnētiskajai plūsmai spolē. Kad strāvas avots ir izslēgts, mirgo abas lampiņas. Šajā gadījumā strāvu ķēdē atbalsta pašindukcijas EML, kas rodas, kad spolē samazinās magnētiskā plūsma.

Pašindukcijas EMF, kas rodas spolē ar induktivitāti saskaņā ar elektromagnētiskās indukcijas likumu, ir vienāds ar

Pašindukcijas EMF ir tieši proporcionāls spoles induktivitātei un strāvas stipruma maiņas ātrumam spolē.

Izmantojot izteiksmi (55.3), mēs varam sniegt otro induktivitātes vienības definīciju: elektriskās ķēdes elementam ir induktivitāte, ja, vienmērīgi mainoties strāvas stiprumam ķēdē par 1 A uz 1 s, EMF tajā notiek 1 V pašindukcija.

Magnētiskā lauka enerģija.

Kad induktors ir atvienots no strāvas avota, kvēlspuldze, kas savienota paralēli spolei, dod īsu mirgošanu. Strāva ķēdē rodas pašindukcijas EMF iedarbībā. Enerģijas avots, kas šajā gadījumā izdalās elektriskajā ķēdē, ir spoles magnētiskais lauks.

Induktora magnētiskā lauka enerģiju var aprēķināt šādi. Lai vienkāršotu aprēķinu, apsveriet gadījumu, kad pēc spoles atvienošanas no avota strāva ķēdē ar laiku samazinās saskaņā ar lineāru likumu. Šajā gadījumā pašindukcijas EMF ir nemainīga vērtība, kas vienāda ar