Zanjirdagi o'z-o'zidan induksiyaning emf. O'z-o'zini induktsiya EMF nima

Ixtiro elektrotexnikaga, xususan, induksion oqim generatorlarining konstruksiyalariga taalluqlidir va elektromagnit qurilmalarda va elektr mashinalarida, masalan, motorlar, generatorlar, transformatorlar, xususan, kuchaytiruvchi transformator sifatida ishlatilishi mumkin. Texnik natija ikkilamchi o'rashda impulsli kuchlanishlardan foydalangan holda chiqishdagi emfni oshirishdan va hosil bo'lgan impulsli kuchlanishni generatordan to'g'ridan-to'g'ri olib tashlashga imkon beradigan ikkilamchi o'rash dizaynini amalga oshirishdan iborat. va ikkilamchi o'rash. 6 w.p. f-ly, 2 kasal.

RF patenti uchun chizmalar 2524387

Ixtiro elektrotexnikaga, xususan, impulsli induksion oqim generatorlarining konstruksiyalariga tegishli.

Ushbu ixtironing maqsadi turli elektromagnit qurilmalar va elektr mashinalarini impulsli quvvat bilan ta'minlash uchun impulsli o'z-o'zidan indüksiyon EMF generatoridan foydalanish bo'lib, bu impulsli energiya manbalarining arsenalini sezilarli darajada kengaytirish imkonini beradi. Ilova RU 9811934 7, nashr. 09/10/2000, IPC H02K 21/14, stator o'rashining oqimlaridan foydalangan holda, uning armaturasida toklar pulsatsiyalanadi va induktor (rotor) dan himoyalangan. magnit maydon stator armatura o'rash oqimlari. Jeneratorning ish rejimlarini kengaytirish imkonini beradi. Biroq, generatorda aylanadigan qismlar mavjud va shuning uchun u bunday generatorlarning barcha kamchiliklariga ega, ya'ni. elektr energiyasini almashtirish bilan bog'liq muammolar hal etilmagan. Taklif etilgan dizaynda kerakli yuqori kuchlanishni olish mumkin emas.

Ma'lum bo'lgan "Elektr energiyasi generatori", ariza RU 9402533 5, nashr. 06/10/1996, IPC H02K 19/16, yadro, indüksiyon bobini va qo'zg'atuvchi o'rashga ega kompozit halqali o'rashlarni o'z ichiga oladi. Elektr generatorining ish faoliyatini oshirishga, stator o'rashining induktiv qarshiligini kamaytirishga, xarajatlarni kamaytirishga imkon beradi. mexanik ish mexanik energiyani elektr energiyasiga aylantirishda va samaradorlikni oshirishda. Biroq, generator, dizayn xususiyatlari tufayli, o'z-o'zidan indüksiyon EMF foydalanishga ruxsat bermaydi. Jeneratörda aylanadigan qismlar mavjud va shuning uchun u bunday generatorlarning barcha kamchiliklariga ega, ya'ni. elektr energiyasini almashtirish bilan bog'liq muammolar hal etilmagan.

Ma'lum foydali model"Birlashtirilgan elektromagnit o'rash", patent RU 96443, nashr. 07/27/2010, IPC H01F 5/00, unda ikkita yoki undan ortiq o'tkazgichli o'tkazgichlar mavjud va o'tkazgichlar dielektrik bilan ajratilgan. Ish rejimlarini kengaytirish imkonini beradi. Shu bilan birga, ikkala o'tkazgich ham birlamchi o'rash sifatida ishlatiladi, yuqori kuchlanishli ikkilamchi o'rash yo'q, bu o'rashni yuqori kuchlanishli transformatorlarda ishlatishga imkon bermaydi, shuningdek, ikkilamchi o'rashdan indüksiyon EMFni olib tashlash va ishlatishni ta'minlamaydi.

Ixtiro uchun eng yaqin dastur "Elektr energiyasini ishlab chiqarishning induktiv-statik usuli va uni amalga oshirish uchun qurilma", RU 2004124018, nashr. 01/27/2006, IPC H01F 1/00, unga ko'ra bo'sh magnit energiyaning induktiv bog'liq holatga o'tishi bilan induktorni tashkil etuvchi birlamchi va ikkilamchi o'rashlar mavjud va induksiyaning EMF induksiyalangan va magnit oqim zichligi. ortishiga mutanosib ravishda olinadi elektr quvvati. Magnit oqimning siqilish miqdori bo'yicha kamroq bo'lgan indüktans bilan ikkilamchi o'rashdan foydalanishga imkon beradi, bu proportsional siqilishga va generatorning elektr quvvatini oshirishga erishadi. Usul induksiya va shu bilan birga generatsiyaning statik usullaridan foydalanadi. Biroq, generatorning ikkilamchi o'rashining dizayni taklif qilinmagan, bu esa hosil bo'lgan impulsli kuchlanish va o'z-o'zidan indüksiyon EMF oqimini generatordan to'g'ridan-to'g'ri olib tashlash imkonini beradi.

Bundan tashqari, eng yaqin yechim klassik hisoblanadi elektr sxemasi ko'rgazmali tajribalar uchun elektromagnit induksiya zanjir ochilganda. Ushbu sxema (qurilma) funktsional ravishda o'z-o'zidan indüksiyon EMF impuls generatoridir. Yuqorida aytilganlar bilan bog'liq holda, prototip sifatida biz rasmda ko'rsatilgan o'rnatishni qabul qilamiz - 424-rasm, 231-bet, darslik: Fizika kursi, ikkinchi qism, nashr. "Nauka", Moskva 1970 Mualliflar: L.S. Jdanov, V.A. Maranjan.

Biroq, klassik sxemada yadro elektr po'lat tizimli ravishda qurilmada ikkita funktsiyani bir vaqtning o'zida bajarishga qodir emas: elektr o'tkazuvchan o'rash va klassik, 424-rasm prototipida bo'lgani kabi, magnit sxemasi, ya'ni indüksiyon bobinining yadrosi (M). Prototip klassik indüksiyon bobinining yadrosida paydo bo'ladigan o'z-o'zidan indüksiyon EMFni to'g'ridan-to'g'ri olib tashlash va ishlatishga imkon bermaydi.

Taklif etilayotgan ixtironing maqsadi impulsli kuchlanishlardan foydalanish va hosil bo'lgan impuls kuchlanishini generatordan to'g'ridan-to'g'ri olib tashlash imkonini beradigan generatorning ikkilamchi o'rashini loyihalashni amalga oshirishdir.

Taklif etilayotgan texnik yechimni ta'minlovchi texnik natija impulsli ishlab chiqarish va elektr energiyasini konversiyalash uchun vositalar arsenalining sezilarli darajada kengayishi hisoblanadi. Daʼvo qilingan texnik natija o'z-o'zidan induksion EMF impuls generatori standartda bir fazali kuchaytiruvchi transformatorning birlamchi va ikkilamchi o'rashlari shaklida tizimli ravishda ishlab chiqilganligi sababli taqdim etilgan. texnik ko'rsatkichlar(ikkilamchi o'rash ham funktsional ravishda elektr o'tkazgich, ham magnit zanjir ekanligini hisobga olgan holda, taqdim etilgan dizaynni olib tashlash imkoniyati bilan spiral lasan shaklida ishlab chiqilgan yadroli eng oddiy induksion lasan sifatida ko'rib chiqish taklif etiladi. undan o'z-o'zidan induktsiya EMF) va ular ikki yoki undan ortiq o'tkazgichlar bilan jihozlangan, ular dielektrik bilan ajratilgan va har bir o'tkazgich terminallarga ega. Jeneratör past kuchlanishli birlamchi o'rash (o'tkazgich) spiral lentadan yasalganligi va kamida 2 burilish bilan mahkam o'ralgan yoki kichik bo'shliq bilan burilish uchun burilish, o'rash lentasi kengligi 120 dan 200 mm gacha bo'lganligi bilan farq qiladi. va qalinligi 1 dan 2 mm gacha; yuqori kuchlanishning ikkilamchi o'rashi (o'tkazgich) ham spiral lentadan yasalgan, o'rash lentasi elektr izolyatsiyasi bilan qoplangan elektr po'latdan yasalgan va kamida 100 burilish bilan mahkam yoki kichik bo'shliq bilan o'ralgan, burilish uchun burilish, lenta qilingan kengligi 120 dan 200 mm gacha va qalinligi 0,1 mm dan oshmaydigan. Birlamchi o'rash yopiq elektr zanjirini hosil qilish uchun kalit orqali past kuchlanishli akkumulyator batareyasiga elektr bilan ulanadi, bu erda ikkilamchi o'rash ham elektr o'tkazuvchi o'rash, ham magnit zanjirdir. Bunday holda, birlamchi o'rashning burilishlari ikkilamchi o'rashning burilishlaridan tashqarida joylashganki, ikkala o'rash ham kuchaytiruvchi transformatorni hosil qiladi, bunda ikkilamchi o'rash yuqori kuchlanishli transformatorning induksion bobini bo'lib, elektr quvvatini ta'minlaydi. tashqi izolyatsiya qatlami bilan izolyatsiya qilingan elektr po'latdan yasalgan lenta tufayli o'tkazuvchanlik va shu bilan birga, birlamchi o'rash uchun asosiy funktsiyani bajaradi, EMF ikkilamchi o'rash lentasining uchlariga elektr bilan bog'langan o'tkazgichlar yordamida chiqariladi va to'xtatuvchining kalitining davriy ishlashi tufayli olinadi va to'xtatuvchining kalitining ishlash chastotasi tufayli hisoblangan impuls kuchlanishi va ikkilamchi o'rashda paydo bo'ladigan oqim formula bilan ta'minlanadi.

Bu erda - bu erda L - kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induktivligi yoki kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim kuchining o'zgarish tezligi va natijada o'z-o'zidan induktsiya EMF o'rtasidagi mutanosiblik koeffitsienti;

- elektr pallasida tok kuchining o'zgarish tezligi

Xususan, birlamchi o'rash mis yoki alyuminiy o'tkazgichdan tayyorlanishi mumkin, u 3 yoki undan ko'p burilishga ega bo'lishi mumkin, burilishlar soni transformator nisbati bilan cheklangan: ikkilamchi o'rashning burilish sonining raqamga nisbati. transformatsiya nisbatini aniqlaydigan birlamchi o'rashning burilishlari, ya'ni ikkilamchi o'rashdagi kuchlanish birlamchidan qanchalik katta. Misol uchun, akkumulyator batareyasi past kuchlanish 12-24 voltgacha baholanishi mumkin va u manba hisoblanadi to'g'ridan-to'g'ri oqim. Xususan, to'xtatuvchining kalitining davriy ishlashi 50 Gts o'zgaruvchan tokning sanoat chastotasi bilan amalga oshiriladi. Bunday holda, chastotalar amalga oshirish uchun texnik jihatdan mumkin bo'lgan har qanday bo'lishi mumkin, ammo 50 Gts yaxshiroq, chunki mavjud standart konvertorlar yoki elektr jihozlari yordamida uni aylantirish yoki iste'mol qilish osonroq. Ikkilamchi o'rashda o'z-o'zidan induktsiyaning hisoblangan EMF, xususan, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan geometriyasi va magnit xususiyatlari asosiy o'rash uchun yadro. Shunday qilib, u diametri 150 mm yoki undan ko'p bo'lgan yumaloq shaklga ega bo'lgan kontur shakli bilan amalga oshirilishi mumkin, bu esa ishlatiladigan elektr po'latning qalinligiga qarab ikkilamchi o'rashning diametrini aniqlaydigan transformatsiya nisbatiga bog'liq yoki dumaloq spiral shakl. Ikkilamchi o'rash yuqori kuchlanishli o'rash bo'lganligi va elektr po'latdan yasalganligi sababli, bu uning magnit xususiyatlari materialning o'zi (ya'ni, elektr po'latning haqiqiy magnit xususiyatlari) tomonidan aniqlanadi.

Ixtiro eng umumlashtirilgan shaklda chizmalarda tasvirlangan. Maxsus dizayn chizmalarda ko'rsatilgan tartibga solish bilan cheklanmaydi.

1-rasmda asosiy va ikkilamchi o'rashlarning tartibi va kalit to'xtatuvchisi bo'lgan batareya ko'rsatilgan.

2-rasmda ko'rsatilgan A-A bo'limi ulangan ikkilamchi va birlamchi sariqlar bo'ylab.

Ushbu texnik yechim chizma bilan tasvirlangan, u taqdim etilgan ulanish diagrammasi uchun barcha mumkin bo'lgan dizayn variantlarini qamrab olmaydi.

O'z-o'zidan induktsiyaning EMF impuls generatorining qurilmasi 1-rasmda va 2-rasmda (bo'limda) ko'rsatilgan va bu qurilma konstruktiv ravishda bir fazali kuchaytiruvchi transformator shaklida qilingan (shuningdek, tizimli ravishda eng oddiy induktsiyadir). lasan), birlamchi (1) spiral lenta o'rashidan (mis yoki alyuminiy o'tkazgich), 2-3 burilish qalinligi 1-2 mm, kengligi 120 mm, past kuchlanishli batareyaga (2) 12-24 V ulangan - a to'g'ridan-to'g'ri oqim manbai to'sar kaliti (3) orqali, yopiq elektr davri .

Ikkilamchi yuqori kuchlanishli spiral-lenta o'rash (4) elektr izolyatsiyasi bilan qoplangan elektr po'latdan yasalgan, 100 va undan ortiq burilishlar soniga ega, lenta qalinligi 0,1 mm, kengligi 120 mm.

Elektr po'latdan yasalgan ikkilamchi o'rash (4) bir vaqtning o'zida strukturada ikkita funktsiyani bajaradi: elektr o'tkazuvchan o'rash va magnit zanjir.

Elektr o'tkazgich sifatida ikkilamchi o'rash (4) kuchaytiruvchi transformatorning yuqori kuchlanishli indüksiyon lasanidir.

Magnit zanjir sifatida ikkilamchi o'rash (4) klassik indüksiyon bobinining birlamchi o'rash (2) uchun yadro hisoblanadi.

Bir fazali kuchaytiruvchi transformatorning birlamchi (1) va ikkilamchi (4) sariqlari va ikki yoki undan ortiq o'tkazgichlar (5) bilan jihozlangan, ikkilamchi o'rash o'tkazgichlari terminalga (6) ega - ya'ni. EMF ikkilamchi o'rash lentasining uchlariga elektr bilan bog'langan o'tkazgichlar (5, 6) yordamida chiqariladi va to'xtatuvchining (3) davriy ishlashi tufayli olinadi. Bundan tashqari, ikkilamchi o'rashda paydo bo'ladigan oqimlar formula bo'yicha hisoblanadi

Bu erda L - kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induktivligi yoki birlamchi o'rash pallasida oqim kuchining o'zgarish tezligi (1) va natijada ikkilamchi o'rashda (2) o'z-o'zidan induksiyaning EMF o'rtasidagi mutanosiblik koeffitsienti;

- to'xtatuvchining kaliti (3) tufayli birlamchi o'rashning (1) elektr pallasida oqim kuchining o'zgarish tezligi.

Kalit o'chirgichning (3) davriy ishlashi 50 Gts o'zgaruvchan tokning sanoat chastotasi bilan amalga oshiriladi. Ikkilamchi o'rashda (4) o'z-o'zidan induksiyaning hisoblangan EMFi ikkilamchi o'rash (4) sxemasining geometriyasi va asosiy o'rash (1) uchun yadro (4) ning magnit xususiyatlari bilan ta'minlanadi.

Taqdim etilgan versiyada birlamchi (1) va ikkilamchi (4) o'rashlar tomonidan olingan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan shakli 150 mm yoki undan ortiq dumaloq diametri bilan amalga oshiriladi.

Qurilma quyidagicha ishlaydi.

Kalit (3) birlamchi o'rashning (1) elektr pallasini yopib qo'yganda, magnit maydon paydo bo'ladi, uning energiyasi ikkilamchi o'rashning (4) magnit maydonida saqlanadi.

Birlamchi o'rash (1) zanjirining kalitini (3) ochish, Lenz qoidasiga ko'ra, ikkilamchi o'rashning (4) induksiyalangan induksiyasining EMFni saqlab qolishga intiladigan pasayuvchi oqim hosil qiladi.

Natijada, ikkilamchi o'rashning (4) magnit maydonida saqlanadigan energiya birlamchi o'rashning (1) o'z-o'zidan induksiya oqimining qo'shimcha energiyasiga aylanadi, bu ikkilamchi o'rashning (4) elektr zanjirini oziqlantiradi.

Ikkilamchi o'rash (4) zanjirida saqlanadigan magnit energiya miqdoriga qarab, o'z-o'zidan indüksiyon oqimining kuchi har xil bo'lishi mumkin va taniqli formula bilan aniqlanadi:

Shunday qilib, ushbu ixtiro texnik natijaga erishadi, bu qurilmaning ikkilamchi o'rashining dizayni, moddiy va ikkilamchi funksionalligi natijasida hosil bo'lgan o'z-o'zidan indüksiyon EMFni olib tashlash va samarali foydalanish imkonini beradi.

Taklif etilayotganning sanoatda qo'llanilishi texnik yechim tasdiqlangan umumiy qoidalar fizika. Shunday qilib, o'z-o'zini induksiyaning ta'siri darslikda tasvirlangan (L.S.Jdanov, V.A. Marandjyan, o'rtacha fizika kursi. maxsus muassasalar, 2-qism elektr, ed. Uchinchidan, stereotipik, fizika-matematika adabiyotining asosiy nashri, M., 1970, 231,232,233-betlar). O'z-o'zidan induktsiya zanjir ochilganda sodir bo'ladi, u elektr pallasida oqim kuchining o'zgarish tezligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. IN an'anaviy sxemalar o'z-o'zidan indüksiya fenomeni doimo kontaktlarning zanglashiga olib keladigan nuqtasida paydo bo'ladigan uchqun paydo bo'lishi bilan birga keladi. Taklif etilayotgan loyihada ikkilamchi o'rashda (4) elektr zanjirida uning dizayni tufayli uzilish bo'lmaganligi sababli, bu zanjirda saqlanadigan magnit energiya miqdoriga qarab, uzilish oqimi uchqun qilmaydi, balki hosil bo'lgan quvvatga o'tadi. . Shunday qilib, ikkilamchi o'rash (4) ni loyihalashda, birlamchi o'rashdagi (1) doimiy oqim davri ochilganda, ushbu zanjirning magnit maydonida saqlanadigan energiya o'z-o'zidan induksiya oqimining energiyasiga aylanadi. ikkilamchi o'rash davri (4).

Chunki elektromotor kuch (EMF) miqdordir ishlashga teng tashqi kuchlar, bizning holatlarimizda, bu musbat zaryad birligi deb ataladigan birlamchi bobinning (1) o'zgaruvchan magnit maydoni, bu kontaktlarning zanglashiga olib yoki uning qismida harakat qiluvchi EMF, bizning holatlarimizda bu ikkilamchi. o'rash (4). Tashqi kuchlar zanjir bo'ylab harakatlanadigan zaryadlarda bajaradigan ish bilan tavsiflanishi mumkin va EMFning o'lchami potentsialning o'lchamiga to'g'ri keladi va bir xil birliklarda o'lchanadi. Shuning uchun E vektor miqdori tashqi kuchlarning maydon kuchi deb ham ataladi. Bizning holatimizda tashqi kuchlar maydoni birlamchi o'rashdagi (1) o'zgaruvchan magnit maydon tufayli paydo bo'ladi. Shunday qilib, yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan EMF tashqi kuchlarning maydon kuchi vektorining aylanishi sifatida aniqlanishi mumkin, ya'ni. kalit o'chirgich (3) tomonidan elektr maydonining uzilishi tufayli birlamchi o'rashda (1) paydo bo'ladigan tashqi kuchlar. Ushbu qoida ikkilamchi o'rashda (4) indüksiyon EMF paydo bo'lishini ta'minlaydi. Ushbu fizik hodisa darslikda tasvirlangan (I.V. Savelyev, Fizika kursi, 2-jild, elektr, 84,85-betlar, tahrir. Ikkinchi stereotip, tahrir. Fan, fizika-matematika adabiyotining asosiy nashri, M., 1966. ) .

Tashqi kuchlardan tashqari, kuchlar zaryadga ta'sir qiladi elektrostatik maydon, bu to'g'ridan-to'g'ri ikkilamchi lasanda (4) sodir bo'ladi.

Qurilma, shuningdek, (R.A. Mustafoev, V.G. Krivtsov, darslik, fizika, universitet abituriyentlariga yordam berish uchun, tahr. M.) da tasvirlangan elektromagnit induksiya hodisasidan foydalanadi. o'rta maktab, 1989).

Shunday qilib, taklif etilayotgan ixtiroda ishlatiladigan generatorning qurilma sifatida konstruktsiyasi o'z-o'zidan indüksiyali EMFni samarali yaratish, olib tashlash va ishlatish imkonini beradi. Shunday qilib, qurilma yasalishi mumkin sanoat usuli va arsenalni kengaytirish imkonini beruvchi istiqbolli samarali o'z-o'zini induksion EMF impuls generatori sifatida joriy etiladi. texnik vositalar impuls ishlab chiqarish va elektr energiyasini aylantirish uchun.

TALAB

1. Bir fazali kuchaytiruvchi transformator shaklida ishlab chiqilgan, birlamchi va ikkilamchi sariqlardan tashkil topgan va dielektrik bilan ajratilgan ikki yoki undan ortiq o'tkazgichlar bilan jihozlangan impulsli o'z-o'zidan indüksiyon emf generatori va o'tkazgichning o'tkazgichlari, past kuchlanishli birlamchi o'rash spiral lentadan yasalganligi va kamida ikkita burilish bilan mahkam yoki bir-biridan kichik masofada o'ralganligi bilan tavsiflanadi, o'rash lentasi 120-200 mm kengligida va 1-2 mm qalinlikda amalga oshiriladi; ikkilamchi yuqori kuchlanishli o'rash ham spiral lentadan yasalgan, o'rash lentasi elektr izolyatsiyasi bilan qoplangan elektr po'latdan yasalgan, kamida 100 burilish bilan mahkam yoki bir-biridan kichik masofada o'ralgan, lenta 120-200 mm kengligida qilingan. va qalinligi 0 dan ortiq bo'lmagan, 1 mm, birlamchi o'rash yopiq elektr zanjirini hosil qilish uchun to'xtatuvchisi kaliti orqali past kuchlanishli batareyaga elektr bilan bog'langan va ikkilamchi o'rash ham elektr o'tkazuvchan o'rash, ham magnit zanjirdir, shu bilan birga birlamchi o'rashning burilishlari ikkilamchi o'rashning burilishlaridan tashqarida shunday joylashganki, ikkala o'rash ham kuchaytiruvchi transformatorni hosil qiladi, bunda ikkilamchi o'rash kuchaytiruvchi transformatorning induksion lasanidir, bu esa elektr o'tkazuvchanligini ta'minlaydi. tashqi izolyatsiya qatlami bilan izolyatsiya qilingan elektr po'latdan yasalgan lenta va ayni paytda birlamchi o'rash uchun yadro vazifasini bajaradi, emf o'tkazgichlar yordamida chiqariladi. , ikkilamchi o'rash lentasining uchlari bilan elektr bilan bog'langan va to'sar kalitining davriy ishlashi tufayli olinadi.

2. 1-bandga muvofiq impuls generatori emf o'z-o'zidan indüksiyon, birlamchi o'rash mis yoki alyuminiy o'tkazgichdan yasalganligi bilan tavsiflanadi.

3. 1-bandga muvofiq impuls generatori emf o'z-o'zidan indüksiyon, birlamchi o'rashning uchta burilishga ega bo'lishi bilan tavsiflanadi.

4. 1-bandga muvofiq impuls generatori emf o'z-o'zidan indüksiyon, past kuchlanishli batareyaning 12-24 voltga mo'ljallanganligi va to'g'ridan-to'g'ri oqim manbai bo'lishi bilan tavsiflanadi.

5. 1-bandga muvofiq impuls generatori emf o'z-o'zidan indüksiyon, kalit-to'xtatuvchining davriy ishlashi 50 Gts o'zgaruvchan tokning sanoat chastotasi bilan amalga oshirilishi bilan tavsiflanadi.

6. 1-bandga muvofiq o'z-o'zidan induksion impuls generatori, xarakterli xususiyati hisoblangan o'z-o'zidan indüksiyon emf sxemasining geometriyasi va asosiy o'rash uchun yadroning magnit xususiyatlari bilan ta'minlanadi.

7. 1-bandga muvofiq impuls generatori emf o'z-o'zidan indüksiyon, sxemaning shakli 150 mm yoki undan ortiq diametrli dumaloq shaklda qilinganligi bilan tavsiflanadi.

o'z-o'zini induktsiya qilish

Elektr toki o'tadigan har bir o'tkazgich o'z magnit maydonida.

O'tkazgichdagi oqim kuchi o'zgarganda, m.maydon o'zgaradi, ya'ni. bu oqim tomonidan yaratilgan magnit oqim o'zgaradi. Magnit oqimning o'zgarishi vorteksli elektr maydonining paydo bo'lishiga olib keladi va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan indüksiyon EMF paydo bo'ladi.

Bu hodisa o'z-o'zini induksiya deb ataladi.

O'z-o'zidan induktsiya - oqim kuchining o'zgarishi natijasida elektr zanjirida induksiya EMF paydo bo'lish hodisasi.
Olingan emf o'z-o'zidan indüksiyon emf deb ataladi.

O'z-o'zini induksiya hodisasining namoyon bo'lishi

Devrenni yopish

Elektr zanjiri yopilganda, oqim kuchayadi, bu g'altakdagi magnit oqimning oshishiga olib keladi, oqimga qarshi yo'naltirilgan vorteksli elektr maydoni paydo bo'ladi, ya'ni g'altakda o'z-o'zidan induksiya EMF paydo bo'ladi, bu esa oqimning oldini oladi. kontaktlarning zanglashiga olib borishi (vorteks maydoni elektronlarni sekinlashtiradi).
Natijada L1 L2 dan kechroq yonadi.

Ochiq kontur

Elektr zanjiri ochilganda, oqim kamayadi, g'altakdagi m.oqimning pasayishi kuzatiladi, oqim kabi yo'naltirilgan (bir xil oqim kuchini saqlashga intiluvchi) vorteks elektr maydoni paydo bo'ladi, ya'ni. Bobinda o'z-o'zidan induktiv emf paydo bo'ladi, bu zanjirdagi oqimni saqlaydi.
Natijada, L o'chirilganda yorqin miltillaydi.

Elektrotexnikada o'z-o'zidan induksiya hodisasi kontaktlarning zanglashiga olib yopilganda namoyon bo'ladi ( elektr toki asta-sekin ortadi) va kontaktlarning zanglashiga olib ochilganda (elektr toki darhol yo'qolmaydi).

INDUKTANSIYA

O'z-o'zini induksiyaning EMF nimaga bog'liq?

Elektr toki o'zining magnit maydonini yaratadi. Zanjir bo'ylab o'tadigan magnit oqimi magnit maydon induksiyasiga (F ~ B), induksiya o'tkazgichdagi oqim kuchiga proportsionaldir.
(B ~ I), shuning uchun magnit oqim oqim kuchiga (F ~ I) proportsionaldir.
O'z-o'zidan induksiyaning EMF elektr pallasida oqim kuchining o'zgarish tezligiga, o'tkazgichning xususiyatlariga (o'lchami va shakli) va o'tkazgich joylashgan muhitning nisbiy magnit o'tkazuvchanligiga bog'liq.
O'z-o'zidan induksiya EMF ning o'tkazgichning o'lchami va shakliga va o'tkazgich joylashgan muhitga bog'liqligini ko'rsatadigan jismoniy miqdor o'z-o'zidan induksiya koeffitsienti yoki indüktans deb ataladi.

Induktivlik - fizik miqdor, son EMF ga teng 1 soniyada oqim 1 amperga o'zgarganda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan o'z-o'zidan induktsiya.
Bundan tashqari, induktivlikni quyidagi formula bo'yicha hisoblash mumkin:

bu erda F - kontaktlarning zanglashiga olib keladigan magnit oqimi, I - zanjirdagi oqim kuchi.

Induktivlik uchun SI birliklari:

Bobinning induktivligi quyidagilarga bog'liq:
burilishlar soni, lasanning o'lchami va shakli va muhitning nisbiy magnit o'tkazuvchanligi (yadro mumkin).

O'Z-O'Z-INDUKSION EMF

O'z-o'zidan induksiyaning EMF sxemasi yoqilganda oqim kuchining oshishiga va kontaktlarning zanglashiga olib ochilganda oqim kuchining pasayishiga yo'l qo'ymaydi.

TOKIMNING MAGNIT MAYDONINING ENERGIYASI

Oqimli o'tkazgich atrofida energiyaga ega bo'lgan magnit maydon mavjud.
U qayerdan keladi? Elektr zanjiriga kiritilgan oqim manbai energiya zaxirasiga ega.
Elektr zanjirini yopish paytida oqim manbai o'z-o'zidan indüksiyaning paydo bo'lgan EMF ta'sirini bartaraf etish uchun energiyaning bir qismini sarflaydi. Oqimning o'z energiyasi deb ataladigan energiyaning bu qismi magnit maydon hosil bo'lishiga ketadi.

Magnit maydonning energiyasi oqimning o'z energiyasiga teng.
Oqimning o'z-o'zidan energiyasi son jihatdan oqim manbai zanjirda oqim hosil qilish uchun o'z-o'zidan induksiya EMFni engish uchun bajarishi kerak bo'lgan ishga teng.

Oqim tomonidan yaratilgan magnit maydonning energiyasi oqim kuchining kvadratiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.
Magnit maydon energiyasi oqim to'xtagandan keyin qayerda yo'qoladi? - ajralib turadi (etarlicha katta oqimga ega bo'lgan kontaktlarning zanglashiga olib ochilganda uchqun yoki yoy paydo bo'lishi mumkin)

TEKSHIRISh ISHI UCHUN SAVOLLAR

"Elektromagnit induktsiya" mavzusida

1. Induksion tokni olishning 6 ta usulini sanab bering.
2. Elektromagnit induksiya hodisasi (ta’rifi).
3. Lents qoidasi.
4. Magnit oqimi (ta'rifi, chizmasi, formulasi, kiruvchi kattaliklar, ularning o'lchov birliklari).
5. Elektromagnit induksiya qonuni (ta’rifi, formulasi).
6. Vorteks elektr maydonining xossalari.
7. Yagona magnit maydonda harakatlanuvchi o'tkazgich induksiyasining EMF (ko'rinish sababi, chizma, formula, kirish qiymatlari, ularning o'lchov birliklari).
8. O'z-o'zini induktsiya (elektrotexnikada qisqacha namoyon bo'lishi, ta'rifi).
9. O'z-o'zidan induksiyaning EMF (uning harakati va formulasi).
10. Induktivlik (ta'rif, formulalar, o'lchov birliklari).
11. Tokning magnit maydonining energiyasi (oqimning m. maydonining energiyasi qaerdan paydo bo'ladigan formula, oqim to'xtaganda yo'qoladi).

E. d. s. o'z-o'zini induktsiya qilish. E. d. s. e L, bir xil o'tkazgich yoki lasan orqali o'tadigan oqim tomonidan yaratilgan magnit oqimning o'zgarishi natijasida o'tkazgich yoki lasandagi induksiya e deyiladi. d.s. o'z-o'zini induktsiya qilish (60-rasm). Bu e. d.s. oqimning har qanday o'zgarishi bilan sodir bo'ladi, masalan, elektr zanjirlarini yopish va ochishda, elektr motorlarining yuki o'zgarganda va hokazo. Supero'tkazuvchilar yoki g'altakdagi oqim qanchalik tez o'zgarsa, ularga kirib boradigan magnit oqimning o'zgarish tezligi shunchalik yuqori bo'ladi. va kattaroq e. d.s. ularda o'z-o'zini induktsiya induktsiya qilinadi. Masalan, e. d.s. o'z-o'zidan induksiya e L AB o'tkazgichda (54-rasmga qarang) u orqali o'tadigan oqim i 1 o'zgarganda paydo bo'ladi. Shuning uchun o'zgaruvchan magnit maydon e ni induktsiya qiladi. d.s. xuddi shu o'tkazgichda, bu maydonni yaratadigan oqim o'zgaradi.

Yo'nalish e. d.s. o'z-o'zini induktsiya Lenz qoidasi bilan belgilanadi. E. d. s. o'z-o'zidan induktsiya har doim uni keltirib chiqargan oqimning o'zgarishiga to'sqinlik qiladigan yo'nalishga ega. Binobarin, o'tkazgichdagi (lasan) oqim kuchayishi bilan e. d.s. o'z-o'zidan induktsiya oqimga qarshi yo'naltirilgan bo'ladi, ya'ni uning kuchayishiga yo'l qo'ymaydi (61-rasm, a) va aksincha, o'tkazgichda (lasan) oqim kamayganda, e. d.s. o'z-o'zidan induktsiya, oqim yo'nalishi bo'yicha mos keladi, ya'ni uning pasayishiga to'sqinlik qiladi (61-rasm, b). Agar g'altakdagi oqim o'zgarmasa, u holda e. d.s. o'z-o'zini induktsiya sodir bo'lmaydi.

Yo'nalishni aniqlash uchun yuqoridagi qoidadan e. d.s. o'z-o'zini induksiya qilish shundan kelib chiqadiki, bu e. d.s. elektr davrlarida oqimning o'zgarishiga tormozlovchi ta'sir ko'rsatadi. Shu nuqtai nazardan, uning harakati tananing holatini o'zgartirishga to'sqinlik qiladigan inersiya kuchining ta'siriga o'xshaydi. Qarshiligi R va lasan K bo'lgan rezistordan tashkil topgan elektr zanjirida (62-rasm, a) oqim i manba kuchlanish U va e ning birgalikdagi ta'sirida hosil bo'ladi. d.s. o'z-o'zidan induktsiya e L g'altakda induktsiyalangan. Ko'rib chiqilayotgan sxemani e manbaiga ulashda. d.s. o'z-o'zidan induktsiya e L (qattiq o'qni ko'ring) oqim kuchining oshishiga to'sqinlik qiladi. Shuning uchun, joriy i barqaror qiymatga etadi I \u003d U / R (Ohm qonuniga ko'ra) bir zumda emas, balki ma'lum vaqt oralig'ida (62-rasm, b). Bu vaqt ichida elektr zanjirida vaqtinchalik jarayon sodir bo'ladi, bunda e L va i o'zgaradi. Aynan

shuningdek, elektr zanjiri o'chirilganda, oqim i bir zumda nolga kamaymaydi, balki e ning ta'siri tufayli. d.s. e L (chiziqli o'qni ko'ring) asta-sekin kamayadi.

Induktivlik. Har xil o'tkazgichlarning (lasanlarning) induktsiya qilish qobiliyati e. d.s. o'z-o'zidan induksiya L induktivlik bilan baholanadi. Bu qaysi e. d.s. o'z-o'zidan induktsiya 1 s davomida oqim 1 A ga o'zgarganda, berilgan o'tkazgichda (lasan) sodir bo'ladi. Induktivlik Genri (H) da o'lchanadi, 1 H = 1 Ohm * s. Amalda, induktivlik ko'pincha genrining mingdan bir qismi - millihenri (mH) va genrining milliondan bir qismi - mikrogenri (µH) bilan o'lchanadi.

G'altakning induktivligi g'altakning burilish soniga bog'liqmi? va magnit qarshiligi R m uning magnit pallasida, ya'ni magnit o'tkazuvchanligidan? va geometrik o'lchamlar l va s. Agar g'altakning ichiga po'lat yadro kiritilsa, g'altakning magnit maydonining kuchayishi tufayli uning induktivligi keskin ortadi. Bunday holda, 1 A oqim yadrosiz lasanga qaraganda ancha katta magnit oqim hosil qiladi.

L induktivlik tushunchasidan foydalanib, e uchun olish mumkin. d.s. O'z-o'zini induktsiya qilish quyidagi formula bo'yicha:

e L = – L ?i / ?t (53)

Qaerda?i - o'tkazgichdagi (lagal) tokning ma'lum vaqt oralig'idagi o'zgarishi?t.

Binobarin, e. d.s. o'z-o'zidan induktsiya oqimning o'zgarish tezligiga proportsionaldir.

Induktor bilan doimiy oqim zanjirlarini yoqish va o'chirish. R va L ni o'z ichiga olgan elektr zanjirining U kuchlanishli doimiy manbaiga B1 kaliti bilan ulanganda (63-rasm, a), oqim i men o'rnatgan barqaror qiymatga ko'tariladi \u003d U / R darhol emas, chunki e. d.s. o'z-o'zidan induksiya e L , indüktansda paydo bo'lgan, qo'llaniladigan kuchlanish V ga qarshi harakat qiladi va oqimning ko'tarilishiga yo'l qo'ymaydi. Ko'rib chiqilayotgan jarayon uchun egri chiziqlar bo'ylab oqim i (63-rasm, b) va kuchlanish u a va u L ning bosqichma-bosqich o'zgarishi xarakterlidir - ko'rgazma ishtirokchilari. Ko'rsatilgan egri chiziqlar bo'ylab i, u a va u L ni o'zgartirish deyiladi aperiodik.

Zanjirdagi oqim kuchini oshirish tezligi va u a va u L kuchlanishlarning o'zgarishi bilan tavsiflanadi zanjir vaqti doimiysi

T=L/R (54)

U soniyalarda o'lchanadi, faqat ma'lum bir sxemaning R va L parametrlariga bog'liq bo'lib, oqimni o'zgartirish jarayonining davomiyligini chizmasdan taxmin qilish imkonini beradi. Bu muddat nazariy jihatdan cheksizdir. Amalda, odatda, u (3-4) T. Bu vaqt ichida zanjirdagi oqim barqaror qiymatning 95-98% ga etadi. Shuning uchun qarshilik qanchalik katta bo'lsa va induktivlik L qanchalik past bo'lsa, indüktans bilan elektr zanjirlarida oqimni o'zgartirish jarayoni tezroq bo'ladi. Aperiodik jarayondagi T vaqt konstantasini AB segmenti sifatida aniqlash mumkin, bu kattalikning barqaror qiymatiga mos keladigan chiziq bo'ylab ko'rib chiqilayotgan egri chiziqqa (masalan, oqim i) boshdan tortib olingan tangens bilan kesiladi.
Oqim o'zgarishi jarayonini sekinlashtirish uchun indüktans xususiyati turli xil qurilmalar ishga tushirilganda vaqtni kechiktirish uchun ishlatiladi (masalan, lokomotiv g'ildiraklari ostidagi qum qismlarini vaqti-vaqti bilan etkazib berish uchun qum qutilarining ishlashini nazorat qilishda). Elektromagnit vaqt rölesinin ishlashi ham ushbu hodisadan foydalanishga asoslangan (qarang: § 94).

Kommutatsiya kuchlanishlari. E ayniqsa kuchli. d.s. bilan bobinlarni o'z ichiga olgan davrlarni ochishda o'z-o'zidan induktsiya katta raqam burilishlar va po'lat yadrolari bilan (masalan, generatorlar, elektr motorlar, transformatorlarning o'rashlari va boshqalar), ya'ni yuqori indüktansli davrlar. Bunday holda, natijada e. d.s. o'z-o'zidan induktsiya e L manbaning kuchlanish U dan ko'p marta oshib ketishi mumkin va u bilan xulosa qilib, elektr zanjirlarida haddan tashqari kuchlanishlarni keltirib chiqarishi mumkin (64-rasm, a), deyiladi. almashtirish(qachon sodir bo'ladi almashtirish- elektr zanjirlarini almashtirish). Ular elektr motorlar, generatorlar va transformatorlarning o'rashlari uchun xavflidir, chunki ular izolyatsiyasining buzilishiga olib kelishi mumkin.

Katta e. d.s. o'z-o'zidan induktsiya, shuningdek, elektr zanjirlarini almashtiruvchi elektr qurilmalarida elektr uchqun yoki yoyning paydo bo'lishiga yordam beradi. Misol uchun, pichoq kalitining kontaktlarini ochish vaqtida (64-rasm, b), natijada e. d.s. o'z-o'zidan induktsiya kalitning ochiq kontaktlari orasidagi potentsial farqni sezilarli darajada oshiradi va havo bo'shlig'idan o'tadi. Natijada elektr yoyi qo'llab-quvvatlangan, bir muncha vaqt e. d.s. o'z-o'zidan induktsiya, bu esa zanjirdagi oqimni o'chirish jarayonini kechiktiradi. Ushbu hodisa juda istalmagan, chunki kamon o'chirish moslamalarining kontaktlarini eritib yuboradi, bu ularning tez ishdan chiqishiga olib keladi. Shuning uchun, elektr zanjirlarini ochish uchun ishlatiladigan barcha qurilmalarda, yoyning so'nishini tezlashtirishni ta'minlash uchun maxsus yoyni o'chirish moslamalari mavjud.

Bunga qo'shimcha ravishda, parallel ravishda muhim indüktanslı quvvat davrlarida (masalan, generatorlarning qo'zg'atuvchi o'rashlari) R-L zanjirlari(ya'ni, mos keladigan o'rash) tushirish qarshiligini o'z ichiga oladi R p (65-rasm, a). Bunday holda, B1 kaliti o'chirilgandan so'ng, R-L sxemasi uzilmaydi, lekin R p rezistoriga yopiladi. i zanjiridagi oqim bir zumda kamaymaydi, lekin asta-sekin - eksponent ravishda (65.6-rasm), chunki e. d.s. o'z-o'zidan induksiya e L , induktivlik L da paydo bo'lib, oqimning pasayishiga yo'l qo'ymaydi. Chiqarish qarshiligidagi u p kuchlanishi ham oqim o'zgarishi jarayonida eksponent ravishda o'zgaradi. U R-L sxemasiga, ya'ni mos keladigan terminallarning terminallariga qo'llaniladigan kuchlanishga teng.

joriy o'rash. Dastlabki momentda U p start = UR p / R, ya'ni tushirish qarshiligining qarshiligiga bog'liq; Rp ning yuqori qiymatlarida bu kuchlanish haddan tashqari yuqori va izolyatsiya uchun xavfli bo'lishi mumkin elektr o'rnatish. Amalda, yuzaga keladigan haddan tashqari kuchlanishni cheklash uchun tushirish qarshiligining R p qarshiligi mos keladigan o'rashning R qarshiligidan 4-8 marta ko'p bo'lmagan miqdorda olinadi.

Vaqtinchalik jarayonlarning paydo bo'lish shartlari. R-L sxemasini yoqish va o'chirishda yuqorida muhokama qilingan jarayonlar chaqiriladi vaqtinchalik jarayonlar. Ular paydo bo'ladi kontaktlarning zanglashiga olib yoki alohida bo'limlarini yoqish va o'chirishda, shuningdek ish rejimini o'zgartirganda, masalan, yukning keskin o'zgarishi, uzilishlar va qisqa tutashuvlar mavjud bo'lganda. Xuddi shu o'tish jarayonlari qachon sodir bo'ladi belgilangan shartlar va sig'imga ega bo'lgan kondansatkichlarni o'z ichiga olgan sxemalarda C. Ba'zi hollarda vaqtinchalik jarayonlar manbalar va qabul qiluvchilar uchun xavflidir, chunki natijada paydo bo'ladigan oqim va kuchlanish ko'p marta yuqori bo'lishi mumkin. nominal qiymatlar bu qurilmalar uchun mo'ljallangan. Shu bilan birga, elektr jihozlarining ba'zi elementlarida, xususan, sanoat elektron qurilmalarida vaqtinchalik ish rejimlari hisoblanadi.

Jismoniy jihatdan vaqtinchalik jarayonlarning paydo bo'lishi induktorlar va kondansatkichlar energiya saqlash moslamalari ekanligi bilan izohlanadi va bu elementlarda energiya to'planishi va chiqishi bir zumda sodir bo'lmaydi, shuning uchun induktordagi oqim va kondansatkichdagi kuchlanish. bir zumda o'zgartira olmaydi. O'chirish, o'chirish va kontaktlarning zanglashiga olib ish rejimini o'zgartirganda, oqim va kuchlanishning bosqichma-bosqich o'zgarishi sodir bo'ladigan vaqtinchalik jarayonning vaqti kontaktlarning zanglashiga olib keladigan R, L va C qiymatlari bilan belgilanadi. va kasr va soniya birliklari bo'lishi mumkin. Vaqtinchalik jarayon tugagandan so'ng, oqim va kuchlanish yangi qiymatlarni oladi, ular chaqiriladi tashkil etilgan.

Elektromagnit induksiya - vaqt o'tishi bilan o'zgarib turadigan magnit maydonlar tomonidan elektr toklarining hosil bo'lishi. Faraday va Genrix tomonidan ushbu hodisaning kashfiyoti elektromagnetizm olamiga ma'lum bir simmetriya kiritdi. Maksvell bir nazariyada elektr va magnitlanish haqidagi bilimlarni to'plashga muvaffaq bo'ldi. Uning tadqiqotlari mavjudligini bashorat qilgan elektromagnit to'lqinlar eksperimental kuzatishlar oldidan. Gerts ularning mavjudligini isbotladi va insoniyatga telekommunikatsiyalar davrini ochdi.

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

Faraday tajribalari

Faraday va Lenz qonunlari

Elektr toklari magnit effektlarni yaratadi. Magnit maydon elektr tokini hosil qilishi mumkinmi? Faraday vaqt o'tishi bilan magnit maydondagi o'zgarishlar tufayli kerakli effektlar paydo bo'lishini aniqladi.

Supero'tkazuvchilar o'zgaruvchi bilan kesishganda magnit oqimi, unda elektromotor kuch paydo bo'lib, elektr tokini keltirib chiqaradi. Oqim hosil qiluvchi tizim doimiy magnit yoki elektromagnit bo'lishi mumkin.

Elektromagnit induktsiya hodisasi ikkita qonun bilan boshqariladi: Faraday va Lenz qonunlari.

Lenz qonuni elektromotor kuchni uning yo'nalishiga qarab tavsiflash imkonini beradi.

Muhim! Induktsiyalangan emfning yo'nalishi shundayki, u keltirib chiqaradigan oqim uni yaratgan sababga qarshi turishga intiladi.

Faraday, raqam tezroq o'zgarganda induksiyalangan oqimning intensivligi oshishini payqadi. kuch chiziqlari, konturni kesib o'tish. Boshqacha qilib aytganda, elektromagnit induksiyaning EMF to'g'ridan-to'g'ri harakatlanuvchi magnit oqim tezligiga bog'liq.

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

EMF induksiyasi

Induksion emf formulasi quyidagicha aniqlanadi:

E \u003d - dF / dt.

"-" belgisi induksiyalangan emfning polaritesi oqimning belgisi va o'zgaruvchan tezlik bilan qanday bog'liqligini ko'rsatadi.

Elektromagnit induksiya qonunining umumiy formulasi olinadi, undan alohida holatlar uchun iboralar olinishi mumkin.

Magnit maydondagi simning harakati

Uzunligi l bo'lgan sim B induksiyasi bo'lgan magnit maydonda harakat qilganda, uning ichida chiziqli tezligi v ga proportsional EMF induktsiya qilinadi. EMFni hisoblash uchun quyidagi formuladan foydalaniladi:

Supero'tkazuvchilar magnit maydon yo'nalishiga perpendikulyar harakat qilganda:

E \u003d - B x l x v;

boshqa burchak ostida harakatlanganda a:

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

Induktsiyalangan emf va oqim biz qoida yordamida topadigan yo'nalishga yo'naltiriladi o'ng qo'l: qo'lni magnit maydon chiziqlariga perpendikulyar qo'yib, bosh barmog'ingizni o'tkazgich harakatlanadigan yo'nalishga qaratib, qolgan to'rtta tekislangan barmoqlar orqali EMF yo'nalishini bilib olishingiz mumkin.

Jpg?x15027" alt="(!LANG:Simni MPda ko'chirish" width="600" height="429">!}

MPda simni siljitish

Aylanadigan lasan

Elektr generatorining ishlashi N burilishga ega bo'lgan MPdagi sxemaning aylanishiga asoslanadi.

EMF magnit oqimining F = B x S x cos a (magnit induksiyasi MP o'tadigan sirt maydoniga ko'paytiriladi va kosinus) ta'rifiga muvofiq magnit oqim uni kesib o'tganda elektr zanjirida induktsiya qilinadi. B vektori va S tekislikka perpendikulyar chiziq hosil qilgan burchak.

Formuladan kelib chiqadiki, F quyidagi hollarda o'zgarishi mumkin:

MF ning intensivligi o'zgaradi - vektor B;
kontur bilan chegaralangan maydon o'zgaradi;
burchak bilan berilgan ular orasidagi yo'nalish o'zgaradi.

Faradayning birinchi tajribalarida induktsiyali oqimlar magnit maydonini o'zgartirish orqali olingan B. Biroq, magnitni harakatlantirmasdan yoki oqimni o'zgartirmasdan, faqat magnit maydonda lasanni o'z o'qi atrofida aylantirish orqali EMFni keltirib chiqarish mumkin. Bunday holda, magnit oqim a burchakning o'zgarishi tufayli o'zgaradi. Bobin, aylanish paytida, MP ning chiziqlarini kesib o'tadi, emf paydo bo'ladi.

Agar lasan bir xilda aylansa, bu davriy o'zgarish magnit oqimning davriy o'zgarishiga olib keladi. Yoki har soniyada kesib o'tgan MF kuch chiziqlari soni teng vaqt oralig'ida teng qiymatlarni oladi.

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

MPda kontur aylanishi

Muhim! Induktsiya qilingan emf vaqt o'tishi bilan ijobiydan salbiyga va aksincha yo'nalishga qarab o'zgaradi. EMFning grafik tasviri sinusoidal chiziqdir.

Elektromagnit induksiyaning EMF formulasi uchun quyidagi ifoda ishlatiladi:

E \u003d B x ō x S x N x sin ōt, bu erda:

S - bir burilish yoki ramka bilan cheklangan maydon;
N - burilishlar soni;
ō - g'altakning aylanadigan burchak tezligi;
B – MF induksiyasi;
burchak a = ōt.

Amalda, alternatorlarda ko'pincha bobin statsionar bo'lib qoladi (stator) va elektromagnit uning atrofida aylanadi (rotor).

EMF o'z-o'zini induktsiyasi

Bobin orqali o'tayotganda o'zgaruvchan tok, u EMF ni keltirib chiqaradigan o'zgaruvchan magnit oqimga ega bo'lgan o'zgaruvchan magnit maydonni hosil qiladi. Bu ta'sir o'z-o'zini induktsiya deb ataladi.

MP oqimning intensivligiga proportsional bo'lganligi sababli, u holda:

Bu erda L - induktivlik (H), geometrik miqdorlar bilan belgilanadi: birlik uzunlikdagi burilishlar soni va ularning kesimining o'lchamlari.

Induksion emf uchun formula quyidagi shaklni oladi:

E \u003d - L x dI / dt.

O'zaro induktsiya

Agar ikkita bobin yonma-yon joylashgan bo'lsa, unda ikkala zanjirning geometriyasiga va ularning bir-biriga nisbatan yo'nalishiga qarab o'zaro induksiya EMF induktsiya qilinadi. Devrenlarning ajralishi kuchayganda, o'zaro indüktans kamayadi, chunki ularni bog'laydigan magnit oqim kamayadi.

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

O'zaro induktsiya

Ikki bobin bo'lsin. N1 burilishli bitta g'altakning simi orqali I1 oqimi oqadi, N2 burilishlari bilan bobin orqali o'tadigan MF hosil qiladi. Keyin:

Ikkinchi bobinning birinchisiga nisbatan o'zaro induktivligi:

M21 = (N2 x F21)/I1;

Magnit oqim:

F21 = (M21/N2) x I1;

Induktsiyalangan emf ni toping:

E2 = - N2 x dF21/dt = - M21x dI1/dt;

EMF birinchi bobinda xuddi shunday induktsiya qilinadi:

E1 = - M12 x dI2/dt;

Muhim! Bir g'altakning o'zaro induktivligidan kelib chiqadigan elektromotor kuch har doim ikkinchisida elektr tokining o'zgarishiga proportsionaldir.

O'zaro induktivlikni quyidagilarga teng deb hisoblash mumkin:

M12 = M21 = M.

Shunga ko'ra, E1 = - M x dI2 / dt va E2 = M x dI1 / dt.

M = K √ (L1 x L2),

Bu erda K - ikkita indüktans o'rtasidagi bog'lanish koeffitsienti.

O'zaro indüktans fenomeni transformatorlarda - o'zgaruvchan elektr tokining kuchlanish qiymatini o'zgartirishga imkon beruvchi elektr qurilmalarda qo'llaniladi. Qurilma bitta yadroga o'ralgan ikkita rulondan iborat. Birinchisida mavjud bo'lgan oqim magnit pallasida o'zgaruvchan magnit maydonni va boshqa lasanda elektr tokini hosil qiladi. Agar birinchi o'rashning burilish soni boshqasidan kamroq bo'lsa, kuchlanish kuchayadi va aksincha.

Elektrotexnikada induksiya atamasi elektr yopiq zanjirida tokning oʻzgaruvchan holatda boʻlsa, uning paydo boʻlishini bildiradi.Uni bor-yoʻgʻi ikki yuz yil avval Maykl Faraday kashf etgan. Bundan ancha oldinroq, bu kabi tajribalarni o'tkazgan Andre Amper tomonidan amalga oshirilishi mumkin edi. U g‘altakning ichiga metall tayog‘ solib qo‘ydi, keyin omadsizlikka uchrab, galvanometr ignasini ko‘rish uchun boshqa xonaga kirdi – to‘satdan u siljiydi. Va o'q muntazam ravishda o'z ishini bajardi - u og'di, lekin Amper xonalarni kezib yurganida - u nolga qaytdi. Shunday qilib, o'z-o'zini induktsiya fenomeni yana o'n yil davomida, ya'ni bobin, qurilma va tadqiqotchi bir vaqtning o'zida to'g'ri joyda bo'lguncha kutdi.

Ushbu tajribaning asosiy nuqtasi shundaki, induksion emf faqat yopiq kontaktlarning zanglashiga olib o'tadigan magnit maydoni o'zgarganda paydo bo'ladi. Ammo siz uni xohlaganingizcha o'zgartirishingiz mumkin - magnit maydonning o'zi qiymatini o'zgartiring yoki shunchaki maydon manbasini bir xil yopiq pastadirga nisbatan o'tkazing. Bu holatda paydo bo'ladigan emf "o'zaro induktsiya emf" deb nomlangan. Ammo bu induksiya sohasidagi kashfiyotlarning boshlanishi edi. Taxminan bir vaqtning o'zida kashf etgan o'z-o'zini induksiya fenomeni yanada hayratlanarli edi. Uning tajribalarida ma'lum bo'lishicha, g'altakning nafaqat boshqa g'altakdagi tokni induktsiyalashi, balki bu g'altakdagi tok o'zgarganda, unda qo'shimcha EMFni keltirib chiqaradi. Shuning uchun u o'z-o'zini induksiyaning EMF deb ataldi. Tokning yo'nalishi katta qiziqish uyg'otadi. Ma'lum bo'lishicha, o'z-o'zidan induktsiya EMF holatida uning oqimi "ota-onasi" ga - asosiy EMF tufayli oqimga qaratilgan.

O'z-o'zini induksiya hodisasini kuzatish mumkinmi? Ular aytganidek, hech narsa osonroq emas. Biz birinchi ikkitasini yig'amiz - ketma-ket ulangan induktor va lampochka, ikkinchisi - faqat lampochka. Ularni umumiy kalit orqali batareyaga ulang. Yoqilganda, lasan bilan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan yorug'ligi "istamay" yonayotganini va "ko'tarilish uchun" tezroq ikkinchi chiroq bir zumda yonishini ko'rishingiz mumkin. Nima bo'lyapti? Ikkala sxemada ham, yoqilgandan so'ng, oqim o'ta boshlaydi va u noldan maksimalgacha o'zgaradi va bu faqat indüktör bobini kutayotgan oqimning o'zgarishi bo'lib, o'z-o'zidan induksiya EMF hosil qiladi. EMF va yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladi, ya'ni uning oqimi ham bor, lekin u kontaktlarning zanglashiga olib keladigan asosiy oqimiga qarama-qarshi yo'naltirilgan bo'lib, u oxir-oqibat kontaktlarning zanglashiga olib keladigan parametrlari bilan belgilanadigan maksimal qiymatga etadi. o'sishni to'xtating va oqimda o'zgarish bo'lmagani uchun o'z-o'zidan indüksiya EMF yo'q. Hammasi oddiy. Xuddi shunday rasm, lekin "to'liq teskari" bilan oqim o'chirilganda kuzatiladi. Unga sodiq yomon odat” oqimdagi har qanday o'zgarishlarga qarshi turish uchun o'z-o'zidan indüksiyon EMF elektr quvvati o'chirilgandan so'ng kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqimini saqlab turadi.

Darhol savol tug'ildi - o'z-o'zini induksiya fenomeni nima? O'z-o'zidan induksiyaning EMF ga o'tkazgichdagi oqimning o'zgarish tezligi ta'sir qilishi aniqlandi va biz quyidagilarni yozishimiz mumkin:

Bundan ko'rinib turibdiki, o'z-o'zidan induksiya E ning EMF tokning o'zgarish tezligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir dI / dt va proportsionallik koeffitsienti L, indüktans deb ataladi. O'z-o'zini induksiya hodisasi nimadan iboratligi haqidagi savolni o'rganishga qo'shgan hissasi uchun Jorj Genri induktivlik birligi Genri (H) uning nomini olganligi bilan taqdirlandi. O'z-o'zidan induktsiya hodisasini aniqlaydigan oqim oqimining indüktansı. Tasavvur qilish mumkinki, induktivlik magnit energiyaning o'ziga xos "saqlanishi" dir. Agar kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim kuchaysa Elektr energiyasi magnitga aylanadi, oqimning o'sishini kechiktiradi va oqim kamayganda, bobinning magnit energiyasi elektr energiyasiga aylanadi va kontaktlarning zanglashiga olib keladi.

Ehtimol, vilka rozetkadan o'chirilganida hamma uchqunni ko'rishi kerak edi - bu o'z-o'zidan indüksiyon EMF namoyon bo'lishining eng keng tarqalgan variantidir. haqiqiy hayot. Ammo kundalik hayotda maksimal 10-20 A oqimlari ochiladi va ochilish vaqti taxminan 20 milodiyni tashkil qiladi. 1 H tartibli indüktans bilan, bu holda o'z-o'zini induktsiya EMF 500 V ga teng bo'ladi. O'z-o'zidan induktsiya hodisasi nimadan iboratligi haqidagi savol unchalik murakkab emasdek tuyuladi. Lekin, aslida, o'z-o'zidan indüksiyon EMF katta texnik muammodir. Xulosa shuki, kontaktlarning zanglashiga olib ketganda, kontaktlarning zanglashiga olib ketganda, o'z-o'zidan induksiya oqim oqimini saqlab qoladi va bu kontaktlarning zanglashiga olib keladi, chunki. texnologiyada yuzlab va hatto minglab amper oqimlari bo'lgan davrlar o'tkaziladi. Bu erda tez-tez gaplashamiz o'n minglab voltlarda o'z-o'zidan induktsiya EMF haqida va bu talab qiladi qo'shimcha yechim elektr davrlarida haddan tashqari kuchlanish bilan bog'liq texnik muammolar.

Ammo hamma narsa unchalik ma'yus emas. Bunday zararli EMF juda foydali, masalan, ICE ateşleme tizimlarida. Bunday tizim avtotransformator va maydalagich ko'rinishidagi induktordan iborat. Birlamchi o'rash orqali oqim o'tadi, u to'xtatuvchi tomonidan o'chiriladi. Ochiq tutashuv natijasida yuzlab voltli o'z-o'zidan induktsiya EMF paydo bo'ladi (batareya faqat 12V beradi). Bundan tashqari, bu kuchlanish qo'shimcha ravishda o'zgartiriladi va shamlarga 10 kV dan ortiq impuls beriladi.