Što je samoindukcija - jednostavne riječi
definicija
Samoindukcija je pojava u vodiču elektromotorne sile (EMF) usmjerene u suprotnom smjeru u odnosu na napon izvora energije kada struja teče. Štoviše, nastaje u trenutku kad se promijeni jakost struje u krugu. Promjenom električne struje stvara se magnetsko polje koje se mijenja, što zauzvrat inducira EMF u vodiču.
To je slično formulaciji Faradayeva zakona o elektromagnetskoj indukciji, gdje piše:
Kad magnetski tok prođe kroz vodič, u njemu se pojavljuje emf. Proporcionalna je brzini promjene magnetskog fluksa (mat. Vrijeme derivat).
tj:
E = dF / dt,
Gdje je E EMF samoindukcije, mjeren u voltima, F je magnetski tok, mjerna jedinica je Wb (Weber, to je isto jednak V / s)
induktanca
Već smo rekli da je samoindukcija svojstvena induktivnim krugovima, stoga smatramo fenomen samoindukcije pomoću primjera induktora.
Induktor je element koji je zavojnica izoliranog vodiča. Da biste povećali induktivnost, povećava se broj okretaja ili se unutar zavojnice postavlja jezgra mekog magnetskog ili drugog materijala.
Jedinica induktivnosti je Henry (GN). Induktivnost karakterizira koliko snažno kondukter provodi električnu struju. Budući da se oko svakog vodiča stvara magnetsko polje kroz koje teče struja, a ako vodič postavite u naizmjenično polje, u njemu će se pojaviti struja. Zauzvrat se dodaju magnetska polja svakog zavoja zavojnice. Tada će se oko zavojnice kroz koju teče struja pojaviti snažno magnetsko polje. Kad promijeni snagu u zavojnici, mijenjat će se i magnetski tok oko nje.
Prema zakonu Faradayeve elektromagnetske indukcije, ako izmjenjivi magnetski tok prodre u zavojnicu, tada će se u njemu pojaviti trenutni EMF i samoindukcija. Oni će spriječiti struju koja teče u induktivnosti od izvora napajanja do opterećenja. Nazivaju ih i vannatancima EMF samoindukcije.
Formula EMF za samoindukciju na induktivitet je:
Odnosno, što je veća induktivnost i što se brže i brže mijenjaju struje to će biti jači porast struje u emf.
S porastom struje u zavojnici nastaje EMF samoindukcije, koji je usmjeren protiv napona izvora napajanja, odnosno, porast struje će se usporiti.Isto se događa pri smanjenju - samoindukcija će dovesti do pojave EMF-a koji će održavati struju u zavojnici u istom smjeru kao i prije. Iz toga slijedi da će napon na terminalima zavojnice biti suprotan polarnosti izvora napajanja.
Na donjoj slici vidite da kad uključite / isključite induktivni krug, struja ne naglo nastaje, već se mijenja postupno. Na to ukazuju i zakoni prebacivanja.
Druga definicija induktivnosti je sljedeća: magnetski tok proporcionalan je struji, ali u svojoj formuli induktivnost djeluje kao koeficijent proporcionalnosti.
F = L * I
Transformator i međusobna indukcija
Ako dvije zavojnice stavite u neposrednu blizinu, na primjer, na istu jezgru, tada će se primijetiti fenomen međusobne indukcije. Preskočimo izmjeničnu struju u prvom, tada će njegov izmjenični tok prodrijeti u zavoje drugog, a EMF će se pojaviti na njegovim terminalima.
Ovaj EMF ovisit će o duljini žice, odnosno broju okreta, kao io veličini magnetske propusnosti medija. Ako se jednostavno postave jedan pored drugog, EMF će biti nizak, a ako uzmete jezgru napravljenu od magnetno mekog čelika, EMF će biti mnogo veći. Zapravo, ovako je uređen transformator.
Pitam se: ovaj međusobni utjecaj zavojnica jedni na druge nazivamo induktivnim spajanjem.
Korist i šteta
Ako razumijete teorijski dio, vrijedno je razmotriti gdje se fenomen samoindukcije primjenjuje u praksi. Razmotrimo primjere onoga što vidimo u svakodnevnom životu i tehnologiji. Jedna od najkorisnijih aplikacija je transformator, već smo razmotrili načelo njegovog rada. Sada su se u svjetiljkama koristile sve rjeđe, ali prije svakodnevno fluorescentne cijevi. Princip njihovog rada temelji se na fenomenu samoindukcije. Njene dijagrame možete vidjeti dolje.
Nakon primjene napona, struja teče kroz krug: faza - induktor - spirala - starter - spirala - nula.
Ili obrnuto (faza i nula). Nakon što se pokretač aktivira, kontakti se tada otvaraju gas (zavojnica s velikom induktivnošću) nastoji održavati struju u istom smjeru, inducira EMF velike indukcije i lampe se pale.
Slično tome, ovaj se fenomen odnosi i na krug paljenja automobila ili motocikla koji rade na benzinu. U njima je u razmak između induktora i minus (tlo) ugrađen mehanički (sjeckalica) ili poluvodička sklopka (tranzistor u računalu). Ovaj ključ, u trenutku kada bi se u cilindru trebala pojaviti iskra za paljenje goriva, prekida krug napajanja zavojnice. Tada energija pohranjena u jezgri zavojnice uzrokuje porast emfita samoindukcije i napon na elektrodi svijeće se povećava sve dok se ne dogodi proboj svjećice ili dok zavojnica ne izgori.
U napajanjima i audio opremi često je potrebno ukloniti višak valova, buke ili frekvencije iz signala. Za to se koriste filteri različitih konfiguracija. Jedna opcija su LC, LR filtri. Zbog prepreka za rast struje i otpora izmjenične struje, moguće je ostvariti ciljeve.
Samoinduktivni EMF štetan je za kontakte sklopki, prekidača, utičnica, automatskih strojeva i drugih stvari. Možda ste primijetili da je vrlo često uočljiv kad izvučete utikač radnog usisavača iz utičnice, bljeskalica unutar njega. Ovo je otpor prema promjeni struje u zavojnici (navijanje motora u ovom slučaju).
Kod poluvodičkih sklopki situacija je kritičnija - čak i mala induktivnost u krugu može dovesti do njihovog raspada kada se dostignu vršne vrijednosti Uke ili Usi. Da bi ih zaštitili, ugrađeni su snubrični krugovi, na koje se rasipa energija induktivnih rafala.
Zaključak
Sažeti. Uvjeti za nastanak samoindukcije EMF-a su: prisutnost induktivnosti u krugu i promjena struje u opterećenju. To se može dogoditi kako u radu, pri promjeni načina rada ili uznemirujućih utjecaja, tako i pri prebacivanju uređaja.Taj fenomen može oštetiti kontakte releja i startera, kao što vodi iskrenje pri otvaranju induktivnih krugova, na primjer, električni motori. Da bi se smanjio negativan utjecaj, većina sklopnih uređaja opremljena je lučnim komorama.
U korisne svrhe, pojava EMF koristi se prilično često, od filtra do glatkih strujnih valova i frekvencijskog filtra u audio opremi, do transformatora i visokonaponskih zavojnica paljenja u automobilima.
Na kraju, preporučujemo vam pogledati koristan video na temu koja kratko i detaljno ispituje fenomen samoindukcije:
Nadamo se da vam je sada postalo jasno što znači samoindukcija, kako se manifestira i gdje se može koristiti. Ako imate pitanja, postavite ih u komentarima ispod članka!
Srodni materijali:
Učitavam...
