жаңалықтар

Индуктивтіліктің жұмыс принципі өте дерексіз. Индуктивтіліктің не екенін түсіндіру үшін біз негізгі физикалық құбылыстан бастаймыз.

1. Екі құбылыс және бір заң: электрлік индукциялық магнетизм, магнетизмнен туындаған электр тогы және Ленц заңы

1.1 Электромагниттік құбылыс

Орта мектеп физикасында эксперимент бар: тогы бар өткізгіштің жанына шағын магниттік инені қойғанда, шағын магниттік иненің бағыты ауытқиды, бұл токтың айналасында магнит өрісі бар екенін көрсетеді. Бұл құбылысты 1820 жылы дат физигі Эрстед ашқан.

Егер өткізгішті шеңберге орап алсақ, өткізгіштің әрбір шеңберінен туындайтын магнит өрістері қабаттасып, жалпы магнит өрісі күшейіп, ұсақ заттарды тарта алады. Суретте катушка 2~3А токпен қуатталған. Эмальданған сымның номиналды ток шегі бар екенін ескеріңіз, әйтпесе ол жоғары температура әсерінен еріп кетеді.

2. Магнитоэлектрлік құбылыс

1831 жылы британдық ғалым Фарадей тұйық контурдың өткізгішінің бір бөлігі магнит өрісін кесу үшін қозғалғанда өткізгіште электр тогы пайда болатынын анықтады. Алғы шарт - тізбек пен магнит өрісі салыстырмалы түрде өзгеретін ортада болады, сондықтан оны «динамикалық» магнитоэлектрлік деп атайды, ал пайда болған ток индукциялық ток деп аталады.

Біз қозғалтқышпен тәжірибе жасай аламыз. Жалпы тұрақты щеткалы қозғалтқышта статор бөлігі тұрақты магнит болып табылады және ротор бөлігі катушка өткізгіш болып табылады. Роторды қолмен айналдыру өткізгіштің магниттік күш сызықтарын кесу үшін қозғалатынын білдіреді. Қозғалтқыштың екі электродтарын қосу үшін осциллографтың көмегімен кернеудің өзгеруін өлшеуге болады. Генератор осы принцип негізінде жасалған.

3. Ленц заңы

Ленц заңы: Магнит ағынының өзгеруінен туындайтын индукциялық токтың бағыты магнит ағынының өзгеруіне қарсы болатын бағыт.

Бұл сөйлемнің қарапайым түсінігі мынада: өткізгіш ортасының магнит өрісі (сыртқы магнит өрісі) күшейгенде, оның индукцияланған тогы тудыратын магнит өрісі сыртқы магнит өрісіне қарама-қарсы болады, бұл жалпы магнит өрісін сыртқыға қарағанда әлсіз етеді. магнит өрісі. Өткізгіш ортасының магнит өрісі (сыртқы магнит өрісі) әлсірегенде, оның индукциялық тогы тудыратын магнит өрісі сыртқы магнит өрісіне қарама-қарсы болып, жалпы магнит өрісі сыртқы магнит өрісінен күштірек болады.

Контурдағы индукциялық токтың бағытын анықтау үшін Ленц заңын қолдануға болады.

2. Спиральды түтік катушкасы – индукторлар қалай жұмыс істейтінін түсіндіру Жоғарыда аталған екі құбылыс пен бір заңды біле отырып, индукторлар қалай жұмыс істейтінін көрейік.

Ең қарапайым индуктор - спиральды түтік катушкасы:

Қуатты қосу кезіндегі жағдай

Біз спиральды түтіктің кішкене бөлігін кесіп тастадық және екі орамды, А катушкасын және В катушкасын көреміз:

Қуатты қосу процесі кезінде жағдай келесідей:

①А катушкасы оның бағыты сыртқы қоздыру тогы деп аталатын көк түсті қатты сызықпен көрсетілгендей болса, ток арқылы өтеді;
②Электромагнетизм принципіне сәйкес сыртқы қоздыру тогы магнит өрісін тудырады, ол қоршаған кеңістікте тарала бастайды және В катушкасын жабады, ол көк нүктелі сызықпен көрсетілгендей магниттік күш сызықтарын кесетін В катушкасына тең;
③Магниттік электрлік принцип бойынша В катушкасында индукциялық ток пайда болады, ал оның бағыты сыртқы қоздыру тоғына қарама-қарсы жасыл қатты сызықпен көрсетілгендей;
④Ленц заңы бойынша индукциялық ток тудыратын магнит өрісі жасыл нүктелі сызықпен көрсетілгендей сыртқы қоздыру тогының магнит өрісіне қарсы әрекет етеді;

Қуатты қосқаннан кейінгі жағдай тұрақты (тұрақты ток)

Қосылғаннан кейін A катушкасының сыртқы қозу тогы тұрақты, ал ол тудыратын магнит өрісі де тұрақты болады. Магнит өрісінің В катушкасымен салыстырмалы қозғалысы жоқ, сондықтан магнитоэлектрлік болмайды және жасыл қатты сызықпен бейнеленген ток жоқ. Бұл кезде индуктор сыртқы қозу үшін қысқа тұйықталуға тең.

3. Индуктивтіліктің сипаттамасы: ток кенеттен өзгермейді

Түсінгеннен кейін қалай аиндукторжұмыс істейді, оның ең маңызды сипаттамасын қарастырайық - индуктордағы ток кенеттен өзгермейді.

Суретте оң жақ қисықтың көлденең осі - уақыт, ал тік ось - индуктордағы ток. Уақыттың бастауы ретінде коммутатор жабылған сәт алынады.

Мынаны көруге болады: 1. Ажыратқыш жабылған кезде индуктордағы ток күші 0А, бұл индуктивті катушканың ашық тұйықталуына тең. Себебі, лездік ток күрт өзгереді, ол сыртқы қозу токына (көк) қарсы тұру үшін орасан зор индукциялық токты (жасыл) тудырады;

2. Тұрақты күйге жету процесінде индуктордағы ток экспоненциалды түрде өзгереді;

3. Тұрақты күйге жеткеннен кейін индуктордағы ток I=E/R, ол индуктордың қысқа тұйықталуына тең;

4. Индукцияланған токқа сәйкес индукциялық электр қозғаушы күш, ол Е қарсы әрекет етеді, сондықтан оны Кері ЭҚК (кері электр қозғаушы күш) деп атайды;

4. Индуктивтілік дегеніміз не?

Индуктивтілік құрылғының ток өзгерістеріне қарсы тұру қабілетін сипаттау үшін қолданылады. Токтың өзгеруіне қарсы тұру қабілеті неғұрлым күшті болса, индуктивтілік соғұрлым жоғары болады және керісінше.

Тұрақты токтың қозуы үшін индуктор ақырында қысқа тұйықталу күйінде болады (кернеу 0). Дегенмен, қосу процесі кезінде кернеу мен ток 0 емес, бұл қуат бар дегенді білдіреді. Бұл энергияны жинақтау процесі зарядтау деп аталады. Ол бұл энергияны магнит өрісі түрінде сақтайды және қажет болған кезде энергияны шығарады (мысалы, сыртқы қозу ағымдағы өлшемді тұрақты күйде сақтай алмаған кезде).

Индукторлар – электромагниттік өрістегі инерциялық құрылғылар. Инерциялық құрылғылар динамикадағы маховик сияқты өзгерістерді ұнатпайды. Олар алдымен иіруді бастау қиын, ал айналдыра бастағаннан кейін оларды тоқтату қиын. Бүкіл процесс энергияны түрлендірумен бірге жүреді.

Егер сізді қызықтырса, веб-сайтқа кіріңізwww.tclmdcoils.com.