Definicija samoindukcije EDS. Kaj je EMF samoindukcije
Izum se nanaša na elektrotehniko, zlasti na konstrukcije indukcijskih tokovnih generatorjev, in se lahko uporablja v elektromagnetnih instalacijah in električnih strojih, kot so motorji, generatorji, transformatorji, zlasti kot pospeševalni transformator. Tehnični rezultat je povečanje emf na izhodu z uporabo impulznih napetosti na sekundarnem navitju in izvedbo zasnove sekundarnega navitja, ki bi omogočila neposredno odvajanje nastale impulzne napetosti iz generatorja, hkrati pa tudi skupno moč primarnega navitja. in sekundarna navitja. 6 w.p. f-ly, 2 ill.
Risbe k patentu RF 2524387
Izum se nanaša na elektrotehniko, zlasti na zasnove impulznih indukcijskih tokovnih generatorjev.
Namen tega izuma je uporaba impulznega generatorja EMF samoindukcija za zagotavljanje impulznega napajanja za različne elektromagnetne instalacije in električne stroje, kar vam omogoča znatno razširitev arzenala impulznih virov energije. Znano stanje tehnike "Indukcijski sinhroni generator", prijava RU 9811934 7, publ. 09/10/2000, IPC H02K 21/14, z uporabo tokov statorskega navitja, na armaturi katerega tokovi utripajo, in induktorja (rotorja), zaščitenega pred magnetno polje tokovi navitja statorske armature. Omogoča vam razširitev načinov delovanja generatorja. Vendar pa generator vsebuje vrtljive dele, zato ima vse slabosti takšnih generatorjev, tj. težave, povezane s preklopom električne energije, niso rešene. V predlagani zasnovi je nemogoče pridobiti zahtevano visoko napetost.
Znan po Generatorju električna energija", vloga RU 9402533 5, publ. 06/10/1996, IPC H02K 19/16, ki vsebuje sestavljena obročna navitja z jedrom, indukcijsko tuljavo in vzbujevalnim navitjem. Omogoča vam povečanje zmogljivosti generatorja električne energije, zmanjšanje induktivne upornosti navitja statorja, zmanjšanje stroškov mehansko delo pri pretvarjanju mehanske energije v električno energijo in povečanju učinkovitosti. Vendar pa generator zaradi konstrukcijskih značilnosti ne dovoljuje uporabe samoindukcijske EMF. Generator vsebuje vrtljive dele, zato ima vse slabosti takšnih generatorjev, tj. težave, povezane s preklopom električne energije, niso rešene.
znano uporabni model"Kombinirano elektromagnetno navitje", patent RU 96443, publ. 27.07.2010, IPC H01F 5/00, v katerem sta dva ali več vodnikov z vodniki, vodniki pa so ločeni z dielektrikom. Omogoča razširitev načinov delovanja. Vendar se oba vodnika uporabljata kot primarno navitje, ni visokonapetostnega sekundarnega navitja, kar ne omogoča uporabe navitja v visokonapetostnih transformatorjih in tudi ne zagotavlja odstranitve in uporabe indukcijske EMF iz sekundarnega navitja.
Najbližja uporaba izuma je "Induktivno-statična metoda za pridobivanje električne energije in naprava za njeno izvedbo", RU 2004124018, publ. 27.01.2006, IPC H01F 1/00, po katerem obstajata primarna in sekundarna navitja, ki tvorijo induktor s prehodom proste magnetne energije v induktivno odvisno stanje, induciran EMF in gostota magnetnega pretoka dobimo, sorazmerno povečanju električna energija. Omogoča uporabo sekundarnega navitja z induktivnostjo, ki je manjša za količino stiskanja magnetnega toka, s čimer dosežemo proporcionalno zbijanje in povečanje električne moči generatorja. Metoda uporablja indukcijsko in hkrati statično generiranje. Vendar ni bila predlagana zasnova sekundarnega navitja generatorja, ki omogoča neposredno odstranitev iz generatorja nastale impulzne napetosti in samoindukcijskega EMF toka.
Prav tako je najbližja rešitev klasična diagram vezja za demonstracijske poskuse elektromagnetna indukcija ko je vezje odprto. To vezje (naprava) je funkcionalno samoindukcijski generator impulzov EMF. V zvezi z navedenim kot prototip sprejemamo inštalacijo, prikazano na risbi - slika 424 str.231, učbenik: Tečaj fizike, drugi del, ur. "Nauka", Moskva 1970 Avtorji: L.S. Ždanov, V.A. Maranjan.
Vendar pa je v klasični shemi jedro električno jeklo strukturno ne more hkrati opravljati dveh funkcij v napravi: električno prevodnega navitja in klasičnega, kot je na sliki 424 prototipa, magnetnega vezja, to je jedra (M) indukcijske tuljave. Prototip ne omogoča neposredne odstranitve in uporabe samoindukcijske EMF, ki se pojavi v jedru klasične indukcijske tuljave.
Cilj predlaganega izuma je uporaba impulznih napetosti in izvedba zasnove sekundarnega navitja generatorja, ki bi omogočila neposredno odstranitev iz generatorja nastale impulzne napetosti.
Tehnični rezultat, ki zagotavlja predlagano tehnično rešitev, je bistvena razširitev arzenala sredstev za impulzno proizvodnjo in pretvorbo električne energije. Zahtevano tehnični rezultat zagotovljeno zaradi dejstva, da je samoindukcijski EMF impulzni generator strukturno zasnovan v obliki primarnih in sekundarnih navitij enofaznega pospeševalnega transformatorja v standardu tehnične zmogljivosti(ob upoštevanju dejstva, da je sekundarno navitje funkcionalno električni prevodnik in magnetno vezje, se predlaga, da se predstavljeno zasnovo obravnava kot najpreprostejša indukcijska tuljava z jedrom, zasnovanim v obliki spiralne tuljave z možnostjo odstranitve samoindukcijski EMF iz njega) in so opremljeni z dvema ali več prevodniki, ki sta ločeni z dielektrikom in ima vsak vodnik sponke. Generator se razlikuje po tem, da je primarno navitje (prevodnik) nizke napetosti izdelano iz spiralnega traku in ima vsaj 2 zavoja navita tesno ali z majhno režo, zavoj do zavoja, navijalni trak je izdelan s širino od 120 do 200 mm in debelino od 1 do 2 mm; sekundarno navitje (prevodnik) visoke napetosti je tudi iz spiralnega traku, navijalni trak je izdelan iz elektro jekla, prevlečenega z električno izolacijo in ima najmanj 100 zavojev navitih tesno ali z majhno režo, zavoj do zavoja, trak je izdelan s širino od 120 do 200 mm in debelino največ 0,1 mm. Primarno navitje je električno povezano z nizkonapetostno baterijo za shranjevanje preko stikala, da tvori zaprto električno vezje, kjer je sekundarno navitje tako električno prevodno navitje kot magnetno vezje. V tem primeru se zavoji primarnega navitja nahajajo izven zavojev sekundarnega navitja tako, da obe navitji tvorita pospeševalni transformator, v katerem je sekundarno navitje indukcijska tuljava visokonapetostnega transformatorja, ki zagotavlja električno prevodnost zaradi električnega jeklenega traku, izoliranega z zunanjo plastjo izolacije in hkrati opravlja funkcijsko jedro za primarno navitje, EMF se odstrani s pomočjo prevodnikov, ki so električno priključeni na konce sekundarnega navitja, in se dobi zaradi periodičnega delovanja odklopnega ključa, zaradi pogostosti delovanja odklopnega ključa pa sta izračunana impulzna napetost in tok, ki nastaneta v sekundarnem navitju, zagotovljena s formulo
kjer je L induktivnost vezja ali koeficient sorazmernosti med hitrostjo spremembe jakosti toka v vezju in posledično EMF samoindukcije,
- hitrost spremembe jakosti toka v električnem tokokrogu
V posebnih primerih je primarno navitje lahko izdelano iz bakrenega ali aluminijastega prevodnika, lahko ima 3 zavoje ali več, število zavojev je omejeno z razmerjem transformatorja: razmerje med številom zavojev sekundarnega navitja in številom zavojev primarnega navitja, ki določa razmerje transformacije, t.j. koliko napetosti v sekundarnem navitju je večja kot v primarnem. na primer akumulatorska baterija nizka napetost je lahko ocenjena na 12-24 voltov in je vir enosmerni tok. Zlasti periodično delovanje odklopnega ključa se izvaja z industrijsko frekvenco izmeničnega toka 50 Hz. V tem primeru so frekvence lahko poljubne tehnično možne za izvedbo, vendar je boljša 50 Hz, saj jo je lažje pretvoriti ali porabiti z razpoložljivimi standardnimi pretvorniki ali električnimi aparati. Izračunano EMF samoindukcije v sekundarnem navitju zagotavljajo zlasti geometrija vezja in magnetne lastnosti jedra za primarno navitje. Torej ga lahko izdelamo s konturno obliko, ki jo naredimo okroglo s premerom 150 mm ali več, kar je odvisno od transformacijskega razmerja, ki določa premer sekundarnega navitja, odvisno od debeline uporabljenega elektro jekla oz. okrogle spiralne oblike. Ker je sekundarno navitje visokonapetostno navitje in je izdelano iz električnega jekla, to pomeni, da njegove magnetne lastnosti določa sam material (tj. dejanske magnetne lastnosti električnega jekla).
Izum v najbolj posplošeni obliki je prikazan na risbah. Specifično oblikovanje ni omejena na izvedbe, prikazane na risbah.
Slika 1 prikazuje postavitev primarnega in sekundarnega navitja ter baterije z odklopnikom ključa.
Slika 2 prikazuje oddelek A-A vzdolž povezanih sekundarnih in primarnih navitij.
Ta tehnična rešitev je ponazorjena s risbo, ki ne zajema vseh možnih oblikovnih možnosti za predstavljeni priključni diagram.
Naprava EMF impulznega generatorja samoindukcije je prikazana na sliki 1 in sliki 2 (v prerezu), ta naprava pa je konstrukcijsko izdelana v obliki enofaznega pospeševalnega transformatorja (in tudi strukturno je najpreprostejša indukcijska tuljava), ki je sestavljen iz primarnega (1) spiralnega navitja traku (bakrenega ali aluminijastega vodnika), 2-3 zavojev debeline 1-2 mm, širine 120 mm, priključenega na nizkonapetostno baterijo (2) 12-24 V - a vir enosmernega toka skozi odklopni ključ (3), ki tvori zaprt električni tokokrog.
Sekundarni visokonapetostni spiralni trak (4) je izdelan iz električnega jekla, prevlečenega z električno izolacijo, ima število zavojev 100 ali več, debelina traku 0,1 mm, širina 120 mm.
Sekundarni navit (4) iz električnega jekla opravlja v konstrukciji hkrati dve funkciji: električno prevodno navitje in magnetno vezje.
Kot električni prevodnik je sekundarno navitje (4) visokonapetostna indukcijska tuljava povišanega transformatorja.
Kot magnetno vezje je sekundarno navitje (4) jedro za primarno navitje (2) klasične indukcijske tuljave.
Primarno (1) in sekundarno (4) navitje enofaznega pospeševalnega transformatorja in sta opremljena z dvema ali več prevodniki (5), vodniki sekundarnega navitja imajo sponko (6) - t.j. EMF se odstranjuje s pomočjo prevodnikov (5, 6), električno povezanih na koncih sekundarnega navitja traku, in se pridobi zaradi periodičnega delovanja prekinjevalnega ključa (3). Poleg tega se tokovi, ki nastanejo v sekundarnem navitju, izračunajo po formuli 
kjer je L induktivnost vezja ali koeficient sorazmernosti med hitrostjo spremembe jakosti toka v vezju primarnega navitja (1) in posledično samoindukcijsko EMF v sekundarnem navitju (2),
- hitrost spremembe tokovne jakosti v električnem tokokrogu primarnega navitja (1) zaradi odklopnega ključa (3).
Periodično delovanje odklopnika (3) poteka z industrijsko frekvenco izmeničnega toka 50 Hz. Izračunano EMF samoindukcije v sekundarnem navitju (4) zagotavlja geometrija vezja sekundarnega navitja (4) in magnetne lastnosti jedra (4) za primarno navitje (1).
Oblika vezja, pridobljena s primarnim (1) in sekundarnim (4) navitjem, je v predstavljeni različici izdelana z okroglim premerom 150 mm ali več.
Naprava deluje na naslednji način.
Ko ključ (3) zapre električni tokokrog primarnega navitja (1), nastane magnetno polje, katerega energija je shranjena v magnetnem polju sekundarnega navitja (4).
Odpiranje ključa (3) vezja primarnega navitja (1) tvori padajoči tok, ki po Lenzovem pravilu teži k ohranjanju EMF inducirane indukcije sekundarnega navitja (4).
Posledično se energija, shranjena v magnetnem polju sekundarnega navitja (4), pretvori v dodatno energijo samoindukcijskega toka primarnega navitja (1), ki napaja električni tokokrog sekundarnega navitja (4).
Glede na količino magnetne energije, shranjene v vezju sekundarnega navitja (4), je moč samoindukcijskega toka lahko različna in je določena z dobro znano formulo:
Tako ta izum dosega tehnični rezultat, ki je sestavljen iz dejstva, da zasnova, material in dvojna funkcionalnost sekundarnega navitja naprave omogočajo odstranitev in učinkovito uporabo nastalega samoindukcijskega EMF.
Industrijska uporabnost predlaganega tehnično rešitev potrjeno splošna pravila fizika. Torej je učinek samoindukcije opisan v učbeniku (L.S. Zhdanov, V.A. Marandzhyan, tečaj fizike za povprečje posebne ustanove, 2. del elektrika, ur. Tretja, stereotipna, glavna izdaja fizikalne in matematične literature, M., 1970, str. 231,232,233). Samoindukcija se pojavi, ko se vezje odpre, je neposredno sorazmerna s hitrostjo spremembe jakosti toka v električnem tokokrogu. V tradicionalnih tokokrogih pojav samoindukcije vedno spremlja pojav iskre, ki se pojavi na mestu prekinitve vezja. Ker v predlagani zasnovi ni prekinitve električnega tokokroga v sekundarnem navitju (4) zaradi njegove zasnove, odvisno od količine magnetne energije, shranjene v tem vezju, odklopni tok ne iskri, ampak prehaja v ustvarjeno moč. . Tako se pri zasnovi sekundarnega navitja (4) ob odprtju enosmernega tokokroga v primarnem navitju (1) energija, shranjena v magnetnem polju tega vezja, pretvori v energijo samoindukcijskega toka v vezje sekundarnega navitja (4).
Ker je elektromotorna sila (EMF) količina enako delu zunanje sile, v našem primeru je to spreminjajoče se magnetno polje primarne tuljave (1), ki se nanaša na enoto pozitivnega naboja, to je EMF, ki deluje v vezju ali v njegovem odseku, v našem primeru je to sekundarni navitje (4). Zunanje sile lahko označimo z delom, ki ga opravijo na nabojih, ki se gibljejo vzdolž verige, dimenzija EMF pa sovpada z dimenzijo potenciala in se meri v istih enotah. Zato vektorsko količino E imenujemo tudi poljska jakost zunanjih sil. Polje zunanjih sil v našem primeru nastane zaradi izmeničnega magnetnega polja v primarnem navitju (1). Tako lahko EMF, ki deluje v zaprtem krogu, definiramo kot kroženje vektorja poljske jakosti zunanjih sil, t.j. zunanje sile, ki nastanejo v primarnem navitju (1) zaradi prekinitve električno polje ključavnica (3). To pravilo zagotavlja pojav indukcijske EMF v sekundarnem navitju (4). Ta fizični pojav je opisan v učbeniku (I.V. Savelyev, Tečaj fizike, zvezek 2, elektrika, str. 84,85, ur. Drugi stereotip, ur. Znanost, glavna izdaja fizikalne in matematične literature, M., 1966. ) .
Poleg zunanjih sil na naboj vplivajo tudi sile elektrostatičnega polja, ki nastanejo neposredno v sekundarni tuljavi (4).
Naprava uporablja tudi pojav elektromagnetne indukcije, opisan v (R.A. Mustafaev, V.G. Krivtsov, učbenik, fizika, za pomoč univerzitetnim kandidatom, ur. M., podiplomska šola, 1989).
Tako zasnova generatorja, ki se uporablja v predlaganem izumu kot naprava, omogoča učinkovito ustvarjanje, odstranjevanje in uporabo samoindukcijske EMF. Tako je napravo mogoče izdelati industrijski način in se predstavi kot obetaven učinkovit samoindukcijski generator impulzov EMF, ki omogoča razširitev arzenala tehnična sredstva za ustvarjanje impulzov in pretvorbo električne energije.
ZAHTEVAJ
1. Impulzni samoindukcijski generator emf, zasnovan v obliki enofaznega pospeševalnega transformatorja, sestavljenega iz primarnih in sekundarnih navitij in opremljen z dvema ali več prevodniki, ki sta ločeni z dielektrikom, in ima prevodnik vodnike, označen s tem, da je nizkonapetostno primarno navitje izdelano iz spiralnega traku in ima vsaj dva zavoja navita tesno ali na majhni razdalji drug od drugega, navijalni trak je izdelan širok 120-200 mm in debel 1-2 mm; sekundarno visokonapetostno navitje je izdelano tudi iz spiralnega traku, navijalni trak je izdelan iz električnega jekla, prevlečenega z električno izolacijo, ima najmanj 100 zavojev navitih tesno ali na majhni razdalji drug od drugega, trak je izdelan širok 120-200 mm in ne več kot 0 debel, 1 mm, je primarno navitje električno povezano z nizkonapetostno baterijo prek odklopnika ključa, da tvori zaprt električni tokokrog, sekundarno navitje pa je tako električno prevodno navitje kot magnetno vezje, medtem ko je zavoji primarnega navitja so nameščeni izven zavojev sekundarnega navitja tako, da obe navitji tvorita povišan transformator, pri katerem je sekundarno navitje indukcijska tuljava povišanega transformatorja, ki zagotavlja električno prevodnost zaradi električni jekleni trak, izoliran z zunanjo plastjo izolacije, hkrati pa deluje kot jedro za primarno navitje, emf se odstrani s pomočjo prevodnikov , električno priključeni na konce sekundarnega navitja traku, in so pridobljeni zaradi periodičnega delovanja odklopnega ključa.
2. Impulzni generator emf samoindukcije po zahtevku 1, označen s tem, da je primarno navitje izdelano iz bakrenega ali aluminijastega prevodnika.
3. Impulzni generator emf samoindukcije po zahtevku 1, označen s tem, da ima primarno navitje tri zavoje.
4. Impulzni generator emf samoindukcije po zahtevku 1, označen s tem, da je nizkonapetostna baterija zasnovana za 12-24 voltov in je vir enosmernega toka.
5. Impulzni generator emf samoindukcije po zahtevku 1, označen s tem, da se periodično delovanje odklopnika izvaja z industrijsko frekvenco izmeničnega toka 50 Hz.
6. Samoindukcijski impulzni generator po zahtevku 1, označen s tem, da je izračunana samoindukcijska emf zagotovljena z geometrijo vezja in magnetnimi lastnostmi jedra za primarno navitje.
7. Impulzni generator emf samoindukcije po zahtevku 1, označen s tem, da je oblika vezja okrogla s premerom 150 mm ali več.
Elektromagnetna indukcija - ustvarjanje električnih tokov z magnetnimi polji, ki se sčasoma spreminjajo. Odkritje tega pojava, ki sta ga odkrila Faraday in Henry, je v svet elektromagnetizma vneslo določeno simetrijo. Maxwellu je v eni teoriji uspelo zbrati znanje o elektriki in magnetizmu. Njegove raziskave so napovedale obstoj elektromagnetnih valov pred eksperimentalnimi opazovanji. Hertz je dokazal njihov obstoj in človeštvu odprl dobo telekomunikacij.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-14-210x140..jpg 614w
Faradayjevi poskusi
Faradayev in Lenzov zakon
Električni tokovi ustvarjajo magnetne učinke. Ali je možno, da magnetno polje ustvari električno polje? Faraday je ugotovil, da se želeni učinki pojavijo zaradi sprememb v magnetnem polju skozi čas.
Ko prevodnik preseka izmenični magnetni tok, se v njem inducira elektromotorna sila, ki povzroči električni tok. Sistem, ki ustvarja tok je lahko trajni magnet ali elektromagneta.
Pojav elektromagnetne indukcije urejata dva zakona: Faradayev in Lenzov.
Lenzov zakon vam omogoča, da označite elektromotorno silo glede na njeno smer.
Pomembno! Smer induciranega EMF je takšna, da tok, ki ga povzroča, teži proti vzroku, ki ga ustvarja.
Faraday je opazil, da se intenzivnost induciranega toka poveča, ko se število sil, ki prečkajo vezje, hitreje spremeni. Z drugimi besedami, EMF elektromagnetne indukcije je neposredno odvisen od hitrosti premikanja magnetni tok.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/2-10-768x454..jpg 960w
EMF indukcija
Formula indukcijske emf je opredeljena kot:
E \u003d - dF / dt.
Znak "-" kaže, kako je polarnost inducirane emf povezana s predznakom toka in spreminjajočo se hitrostjo.
Pridobljena je splošna formulacija zakona elektromagnetne indukcije, iz katere je mogoče izpeljati izraze za posamezne primere.
Gibanje žice v magnetnem polju
Ko se žica dolžine l giblje v magnetnem polju z indukcijo B, se v njej inducira EMF, sorazmerna z njeno linearno hitrostjo v. Za izračun EMF se uporablja formula:
- v primeru gibanja prevodnika pravokotno na smer magnetnega polja:
E \u003d - B x l x v;
- v primeru premikanja pod drugačnim kotom α:
E \u003d - B x l x v x sin α.
Inducirana emf in tok bosta usmerjena v smer, ki jo najdemo s pravilom desno roko: Če roko postavite pravokotno na črte magnetnega polja in palec usmerite v smer gibanja prevodnika, lahko po preostalih štirih zravnanih prstih ugotovite smer EMF.
Jpg?x15027" alt="(!LANG:Premakni žico v MP" width="600" height="429">!}
Premikanje žice v MP
Vrtljiva tuljava
Delovanje generatorja električne energije temelji na vrtenju vezja v MP, ki ima N obratov.
EMF se v električnem tokokrogu inducira vedno, ko ga magnetni tok prečka, v skladu z definicijo magnetnega pretoka Ф = B x S x cos α (magnetna indukcija, pomnožena s površino, skozi katero prehaja MP, in kosinusom kot, ki ga tvorita vektor B in pravokotnica na ravnino S).
Iz formule izhaja, da je F podvržen spremembam v naslednjih primerih:
- intenzivnost MF se spreminja - vektor B;
- območje, omejeno s konturo, se razlikuje;
- orientacija med njima, ki jo poda kot, se spremeni.
V prvih Faradayevih poskusih so bili inducirani tokovi pridobljeni s spreminjanjem magnetnega polja B. Je pa možno inducirati EMF brez premikanja magneta ali spreminjanja toka, ampak preprosto z vrtenjem tuljave okoli svoje osi v magnetnem polju. V tem primeru se magnetni tok spremeni zaradi spremembe kota α. Tuljava med vrtenjem prečka črte MP, nastane emf.
Če se tuljava enakomerno vrti, ta periodična sprememba povzroči periodično spremembo magnetnega toka. Ali pa število prečkanih silnih črt MF vsako sekundo ima enake vrednosti z enakimi časovnimi intervali.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/4-10-768x536..jpg 900w
Vrtenje konture v MP
Pomembno! Inducirana emf se sčasoma spreminja s orientacijo iz pozitivne v negativno in obratno. Grafični prikaz EMF je sinusna črta.
Za formulo za EMF elektromagnetne indukcije se uporablja izraz:
E \u003d B x ω x S x N x sin ωt, kjer:
- S je območje, omejeno z enim zavojem ali okvirjem;
- N je število zavojev;
- ω je kotna hitrost, s katero se tuljava vrti;
- B – MF indukcija;
- kot α = ωt.
V praksi v alternatorjih pogosto tuljava ostane nepremična (stator) in se elektromagnet vrti okoli nje (rotor).
EMF samoindukcija
Pri prehodu skozi tuljavo izmenični tok, ustvarja izmenično magnetno polje, ki ima spreminjajoč se magnetni tok, ki inducira EMF. Ta učinek se imenuje samoindukcija.
Ker je MP sorazmeren z jakostjo toka, potem:
kjer je L induktivnost (H), določena z geometrijskimi količinami: številom zavojev na enoto dolžine in dimenzijami njihovega preseka.
Za indukcijsko emf ima formula naslednjo obliko:
E \u003d - L x dI / dt.
Vzajemna indukcija
Če sta dve tuljavi nameščeni drug ob drugem, se v njih inducira EMF medsebojne indukcije, odvisno od geometrije obeh vezij in njune orientacije drug proti drugemu. Ko se ločitev vezij poveča, se medsebojna induktivnost zmanjša, saj se magnetni tok, ki jih povezuje, zmanjša.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/5-5.jpg 680w
Vzajemna indukcija
Naj bosta dve tuljavi. Tok I1 teče skozi žico ene tuljave z zavoji N1 in ustvari MF, ki poteka skozi tuljavo z zavoji N2. Nato:
- Medsebojna induktivnost druge tuljave glede na prvo:
M21 = (N2 x F21)/I1;
- Magnetni tok:
F21 = (M21/N2) x I1;
- Poiščite inducirano emf:
E2 = - N2 x dФ21/dt = - M21x dI1/dt;
- EMF se inducira identično v prvi tuljavi:
E1 = - M12 x dI2/dt;
Pomembno! Elektromotorna sila, ki jo povzroča medsebojna induktivnost v eni tuljavi, je vedno sorazmerna s spremembo električnega toka v drugi.
Medsebojno induktivnost lahko štejemo za enako:
M12 = M21 = M.
V skladu s tem je E1 = - M x dI2/dt in E2 = M x dI1/dt.
M = K √ (L1 x L2),
kjer je K sklopni koeficient med dvema induktivnostima.
Pojav medsebojne induktivnosti se uporablja v transformatorjih - električnih napravah, ki vam omogočajo spreminjanje vrednosti napetosti izmeničnega električnega toka. Naprava je sestavljena iz dveh tuljav, navitih okoli enega jedra. Tok, ki je prisoten v prvem, ustvarja spreminjajoče se magnetno polje v magnetnem vezju in električni tok v drugi tuljavi. Če je število zavojev prvega navitja manjše od drugega, se napetost poveča in obratno.
Ta pojav se imenuje samoindukcija. (Koncept je povezan s konceptom medsebojne indukcije, saj je tako rekoč poseben primer).
Smer EMF samoindukcije se vedno izkaže za takšno, da ko se tok v vezju poveča, EMF samoindukcije prepreči to povečanje (usmerjeno proti toku), in ko se tok zmanjša, se zmanjša (co -usmerjeno s tokom). S to lastnostjo je EMF samoindukcije podobna sili vztrajnosti.
Vrednost EMF samoindukcije je sorazmerna s hitrostjo spremembe toka:
.Faktor sorazmernosti se imenuje koeficient samoindukcije oz induktivnost vezje (tuljava).
Samoindukcija in sinusni tok
V primeru sinusne odvisnosti toka, ki teče skozi tuljavo od časa, samoindukcijski EMF v tuljavi zaostaja za faznim tokom za (to je za 90 °), amplituda tega EMF pa je sorazmerna z amplituda, frekvenca in induktivnost toka (). Konec koncev je stopnja spremembe funkcije njena prva izpeljanka in .
Za izračun bolj ali manj zapletenih vezij, ki vsebujejo induktivne elemente, t.j. zavoje, tuljave itd. naprave, v katerih se opazi samoindukcija (zlasti popolnoma linearna, torej brez nelinearnih elementov) v primeru sinusnih tokov in napetosti se uporablja metoda kompleksnih impedanc oz preprostih primerih, manj zmogljiva, a bolj vizualna različica je metoda vektorskih diagramov.
Upoštevajte, da vse opisano ne velja le neposredno za sinusne tokove in napetosti, ampak tudi praktično za poljubne, saj je slednje skoraj vedno mogoče razširiti v serijski ali Fourierjev integral in tako zmanjšati na sinusne.
V bolj ali manj neposredni povezavi s tem lahko omenimo uporabo pojava samoindukcije (in s tem induktorjev) v različnih nihajnih krogov, filtri, zakasnitveni vodi in druga razna vezja elektronike in elektrotehnike.
Samoindukcija in prenapetost toka
Zaradi pojava samoindukcije v električnem tokokrogu z virom EMF, ko je vezje zaprto, se tok ne vzpostavi takoj, ampak čez nekaj časa. Podobni procesi se pojavijo, ko je vezje odprto, medtem ko (z ostrim odpiranjem) lahko vrednost EMF samoindukcije v tem trenutku znatno preseže izvor EMF.
Najpogosteje v navadno življenje uporablja se v vžigalnih tuljavah avtomobilov. Tipična napetost vžiga pri napetosti akumulatorja 12V je 7-25 kV. Vendar pa je presežek EMF v izhodnem vezju nad EMF baterije tukaj posledica ne le ostre prekinitve toka, temveč tudi razmerja transformacije, saj se najpogosteje ne uporablja preprosta tuljava induktorja. , ampak transformatorska tuljava, katere sekundarno navitje je praviloma večkrat velika količina zavojev (to je v večini primerov vezje nekoliko bolj zapleteno od tistega, katerega delovanje bi bilo v celoti razloženo s samoindukcijo; vendar fizika njegovega delovanja v tej različici delno sovpada s fiziko delovanja vezja s preprosto tuljavo).
Ta pojav velja tudi za vžig fluorescenčne sijalke v standardu tradicionalni vzorec(tukaj govorimo konkretno o vezju s preprostim induktorjem - dušilko).
Poleg tega je treba pri odpiranju kontaktov vedno upoštevati, če tok teče skozi obremenitev z opazno induktivnostjo: nastali skok EMF lahko povzroči razpad medkontaktne reže in / ali druge neželene učinke, da se zatre ki je v tem primeru praviloma treba sprejeti vrsto posebnih ukrepov.
Opombe
Povezave
- O samoindukciji in medsebojni indukciji iz "Šole za električarja"
Fundacija Wikimedia. 2010 .
- Bourdon, Robert Gregory
- Juan Amar
Poglejte, kaj je "samoindukcija" v drugih slovarjih:
samoindukcija- samoindukcija ... Pravopisni slovar
SAMOINDUKCIJA- pojav indukcijske emf v prevodnem vezju, ko se v njem spremeni jakost toka; posebni primeri elektromagnetne indukcije. Ko se tok v tokokrogu spremeni, se spremeni magnetni tok. indukcija skozi površino, omejeno s to konturo, kar ima za posledico ... Fizična enciklopedija
SAMOINDUKCIJA- vzbujanje elektromotorne sile indukcije (emf) v električnem tokokrogu, ko se električni tok v tem vezju spremeni; poseben primer elektromagnetna indukcija. Elektromotorna sila samoindukcije je neposredno sorazmerna s hitrostjo spremembe toka; ... ... Veliki enciklopedični slovar
SAMOINDUKCIJA- SAMOINDUKCIJA, samoindukcija, za ženske. (fizično). 1. samo enote Pojav, da se ob spremembi toka v prevodniku v njem pojavi elektromotorna sila, ki to spremembo prepreči. Samoindukcijska tuljava. 2. Naprava, ki ima ... ... Slovar Ushakov
SAMOINDUKCIJA- (Samoindukcija) 1. Naprava z induktivno upornostjo. 2. Pojav, ki sestoji iz dejstva, da ko se električni tok spremeni v velikosti in smeri v prevodniku, v njem nastane elektromotorna sila, ki to prepreči ... ... Morski slovar
SAMOINDUKCIJA- vodenje elektromotorne sile v žicah, pa tudi v navitjih el. stroji, transformatorji, aparati in instrumenti pri spreminjanju velikosti ali smeri električnega toka, ki teče skozi njih. tok. Tok, ki teče skozi žice in navitja, ustvarja okoli njih ... ... Tehnični železniški slovar
samoindukcija- elektromagnetna indukcija, ki nastane zaradi spremembe magnetnega toka, ki se prepleta s tokokrogom, zaradi električnega toka v tem vezju ... Vir: ELEKTROTEHNIKA. POJMI IN DEFINICIJE OSNOVNIH POJMOV. GOST R 52002 2003 (odobren ... ... Uradna terminologija
samoindukcija- samostalnik, število sinonimov: 1 vzbujanje z elektromotorno silo (1) Slovar sinonimov ASIS. V.N. Trishin. 2013 ... Slovar sinonimov
samoindukcija- Elektromagnetna indukcija, ki jo povzroči sprememba magnetnega toka, ki je povezan z vezjem, zaradi električnega toka v tem vezju. [GOST R 52002 2003] EN samoindukcijska elektromagnetna indukcija v tokovni cevi zaradi variacij … … Priročnik tehničnega prevajalca
SAMOINDUKCIJA- poseben primer elektromagnetne indukcije (glej (2)), ki sestoji iz pojava induciranega (induciranega) EMF v vezju in zaradi časovnih sprememb magnetnega polja, ki ga ustvarja različen tok, ki teče v istem vezju. . .... Velika politehnična enciklopedija
knjige
- Komplet miz. fizika. Elektrodinamika (10 tabel), . Izobraževalni album 10 listov. Elektrika, trenutna moč. Odpor. Ohmov zakon za odsek vezja. Odvisnost upornosti prevodnika od temperature. Žična povezava. EMF. Ohmov zakon ...
SAMOINDUKCIJA
Vsak prevodnik, skozi katerega teče elektrika. tok je v lastnem magnetnem polju.
Ko se v prevodniku spremeni jakost toka, se spremeni m.polje, t.j. magnetni tok, ki ga ustvari ta tok, se spremeni. Sprememba magnetnega toka vodi do nastanka vrtinca el. v vezju se pojavi polje in indukcijska emf. 
Ta pojav se imenuje samoindukcija.
Samoindukcija - pojav pojava EMF indukcije v elektronski pošti. vezje kot posledica spremembe jakosti toka.
Nastala emf se imenuje EMF samoindukcija
Zapiranje kroga 
Pri zapiranju v el. tok se v vezju poveča, kar povzroči povečanje magnetnega pretoka v tuljavi, nastane vrtinčni električni. polje usmerjeno proti toku, t.j. v tuljavi se pojavi EMF samoindukcije, ki preprečuje dvig toka v vezju (vrtinčno polje upočasni elektrone).
Kot rezultat L1 zasveti pozneje, kot L2.
Odprto vezje 
Ko se električni tokokrog odpre, se tok zmanjša, zmanjša se m.tok v tuljavi, pojavi se vrtinčno električno polje, usmerjeno kot tok (ki teži k ohranjanju enake jakosti toka), t.j. V tuljavi se pojavi samoinduktivna emf, ki vzdržuje tok v vezju.
Kot rezultat, L, ko je izklopljen močno utripa.
Zaključek
v elektrotehniki se pojav samoindukcije kaže pri sklenitvi tokokroga (električni tok narašča postopoma) in ob odprtju vezja (električni tok ne izgine takoj).
Od česa je odvisen EMF samoindukcije?
E-naslov tok ustvarja svoje magnetno polje. Magnetni tok skozi vezje je sorazmeren z indukcijo magnetnega polja (Ф ~ B), indukcija je sorazmerna jakosti toka v prevodniku
(B ~ I), zato je magnetni tok sorazmeren z jakostjo toka (Ф ~ I).
EMF samoindukcije je odvisen od stopnje spremembe trenutne moči v e-pošti. vezij, iz lastnosti prevodnika
(velikost in oblika) ter na relativno magnetno prepustnost medija, v katerem se prevodnik nahaja.
Fizikalna količina, ki kaže odvisnost EMF samoindukcije od velikosti in oblike prevodnika ter od okolja, v katerem se prevodnik nahaja, se imenuje samoindukcijski koeficient ali induktivnost. 
Induktivnost - fizična. vrednost, številčno enaka EMF samoindukcije, ki se pojavi v vezju, ko se jakost toka spremeni za 1 amper v 1 sekundi.
Induktivnost se lahko izračuna tudi po formuli:
kjer je F magnetni tok skozi vezje, I je jakost toka v vezju.
Induktivne enote v sistemu SI:
Induktivnost tuljave je odvisna od:
število zavojev, velikost in oblika tuljave ter relativna magnetna prepustnost medija
(možno jedro).
EMF samoindukcije preprečuje povečanje jakosti toka, ko je vezje vklopljeno, in zmanjšanje jakosti toka, ko je vezje odprto.
Okoli prevodnika s tokom je magnetno polje, ki ima energijo.
od kod prihaja? Vir toka vključen v el. veriga, ima zalogo energije.
V času zaprtja e-pošte. V vezju vir toka porabi del svoje energije za premagovanje delovanja nastajajočega EMF samoindukcije. Ta del energije, imenovan lastna energija toka, gre za nastanek magnetnega polja.
Energija magnetnega polja je lastno trenutno energijo.
Lastna energija toka je številčno enaka delu, ki ga mora opraviti vir toka, da premaga samoindukcijsko EMF, da ustvari tok v vezju.
Energija magnetnega polja, ki ga ustvari tok, je neposredno sorazmerna s kvadratom jakosti toka.
Kje izgine energija magnetnega polja, ko se tok ustavi? - izstopa (ko se odpre vezje z dovolj velikim tokom, se lahko pojavi iskra ali lok)
VPRAŠANJA ZA VERIFIKACIJSKO DELO
na temo "Elektromagnetna indukcija"
|
1. Naštej 6 načinov za pridobitev indukcijskega toka. |
Električni tok, ki teče skozi prevodnik, ustvari magnetno polje okoli njega. Magnetni tok Ф skozi tokokrog iz tega prevodnika je sorazmeren z indukcijskim modulom B magnetnega polja znotraj vezja, indukcija magnetnega polja pa je sorazmerna z jakostjo toka v prevodniku. Zato je magnetni tok skozi vezje neposredno sorazmeren z jakostjo toka v vezju:
Koeficient sorazmernosti med jakostjo toka I v vezju in magnetnim tokom F, ki ga ustvari ta tok, se imenuje induktivnost. Induktivnost je odvisna od velikosti in oblike prevodnika, na magnetne lastnosti okolje, v katerem se prevodnik nahaja.
Enota induktivnosti.
na enoto induktivnosti v mednarodni sistem sprejet henry Ta enota se določi na podlagi formule (55.1):
Induktivnost vezja je enaka, če je z enosmernim tokom 1 A magnetni tok skozi vezje enak
Samoindukcija.
Ko se jakost toka v tuljavi spremeni, se spremeni magnetni tok, ki ga ustvari ta tok. Sprememba magnetnega toka, ki prodira v tuljavo, bi morala povzročiti pojav indukcijske emf v tuljavi. Fenomen pojava indukcije EMF v
električni tokokrog kot posledica spremembe jakosti toka v tem vezju se imenuje samoindukcija.
V skladu z Lenzovim pravilom EMF samoindukcije preprečuje povečanje jakosti toka, ko je vezje vklopljeno, in zmanjšanje jakosti toka, ko je vezje izklopljeno.
Fenomen samoindukcije lahko opazimo tako, da sestavimo električni tokokrog iz tuljave z veliko induktivnostjo, upora, dveh enakih žarnic in vira toka (slika 197). Enako mora imeti tudi upor električni upor pa tudi žica za tuljavo. Izkušnje kažejo, da pri sklenjenem vezju električna žarnica, ki je zaporedno povezana s tuljavo, prižge nekoliko pozneje kot žarnica, ki je zaporedno povezana z uporom. Povečanje toka v vezju tuljave ob zapiranju preprečuje samoindukcijski EMF, ki nastane s povečanjem magnetnega pretoka v tuljavi. Ko je vir napajanja izklopljen, obe lučki utripata. V tem primeru tok v vezju podpira EMF samoindukcije, ki se pojavi, ko se magnetni tok v tuljavi zmanjša.
EMF samoindukcije, ki nastane v tuljavi z induktivnostjo po zakonu elektromagnetne indukcije, je enaka
EMF samoindukcije je neposredno sorazmeren z induktivnostjo tuljave in hitrostjo spremembe jakosti toka v tuljavi.
Z izrazom (55.3) lahko podamo drugo definicijo enote induktivnosti: element električnega tokokroga ima induktivnost v, če z enakomerno spremembo jakosti toka v tokokrogu za 1 A za 1 s EMF v njem pride do samoindukcije 1 V.
Energija magnetnega polja.
Ko je induktor odklopljen od tokovnega vira, žarnica z žarilno nitko, ki je povezana vzporedno s tuljavo, kratko utripa. Tok v vezju nastane pod delovanjem samoindukcijske EMF. Vir energije, ki se v tem primeru sprosti v električnem vezju, je magnetno polje tuljave.
Energijo magnetnega polja induktorja lahko izračunamo na naslednji način. Za poenostavitev izračuna upoštevajte primer, ko se po odklopu tuljave od vira tok v vezju s časom zmanjšuje po linearnem zakonu. V tem primeru ima EMF samoindukcije konstantno vrednost, ki je enaka
Nalaganje...