თვითინდუქცია არის ელექტრომოძრავი ძალის (EMF) დირიჟორში გამოჩენა, რომელიც მიმართულია დენის წყაროს ძაბვის მიმართ საპირისპირო მიმართულებით, როდესაც დენი მიედინება. უფრო მეტიც, ეს ხდება იმ მომენტში, როდესაც წრეში მიმდინარე ძალა იცვლება. ცვალებადი ელექტრული დენი წარმოქმნის ცვალებად მაგნიტურ ველს, რაც თავის მხრივ იწვევს ემფ-ს გამტარში.
ეს კანონის ფორმულირების მსგავსია ელექტრომაგნიტური ინდუქციაფარადეი, სადაც ნათქვამია:
როდესაც მაგნიტური ნაკადი გადის გამტარში, ამ უკანასკნელში ჩნდება ემფ. იგი პროპორციულია მაგნიტური ნაკადის ცვლილების სიჩქარის (მათემატიკური წარმოებული დროის მიმართ).
E=dФ/dt,
სადაც E არის თვითინდუქციური ემფ, რომელიც იზომება ვოლტებში, F არის მაგნიტური ნაკადი, საზომი ერთეული არის Wb (ვებერი, ასევე ტოლია V/s)
ინდუქციურობა
ჩვენ უკვე ვთქვით, რომ თვითინდუქცია თანდაყოლილია ინდუქციურ სქემებში, ამიტომ განვიხილოთ თვითინდუქციის ფენომენი ინდუქტორის მაგალითის გამოყენებით.
ინდუქტორი არის ელემენტი, რომელიც არის იზოლირებული გამტარის კოჭა. ინდუქციურობის გასაზრდელად იზრდება ბრუნთა რაოდენობა ან რბილი მაგნიტური ან სხვა მასალისგან დამზადებული ბირთვი მოთავსებულია კოჭის შიგნით.
ინდუქციურობის ერთეული არის ჰენრი (H). ინდუქციურობა ზომავს რამდენად ძლიერად უწევს გამტარი წინააღმდეგობას ელექტრო დენს. ვინაიდან თითოეული გამტარის ირგვლივ წარმოიქმნება მაგნიტური ველი, რომლის მეშვეობითაც დენი მიედინება და თუ გამტარს მოათავსებთ ალტერნატიულ ველში, მასში წარმოიქმნება დენი. თავის მხრივ, ხვეულის ყოველი შემობრუნების მაგნიტური ველები ემატება. მაშინ ძლიერი მაგნიტური ველი წარმოიქმნება კოჭის გარშემო, რომლის მეშვეობითაც დენი მიედინება. როდესაც მისი სიძლიერე იცვლება ხვეულში, შეიცვლება მის გარშემო არსებული მაგნიტური ნაკადიც.
ფარადეის ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონის მიხედვით, თუ ხვეულში შეაღწევს ალტერნატიული მაგნიტური ნაკადი, მაშინ მასში წარმოიქმნება დენი და თვითინდუქციური ემფ. ისინი შეაფერხებენ დენს, რომელიც შემოვა ინდუქციურში დენის წყაროდან დატვირთვამდე. მათ ასევე უწოდებენ თვითინდუქციური ექსტრადინური EMF.
ინდუქციურზე თვითინდუქციური EMF-ის ფორმულას აქვს ფორმა:
ანუ რაც უფრო დიდია ინდუქციურობა და რაც უფრო და უფრო სწრაფად იცვლება დენი, მით უფრო ძლიერი იქნება EMF ტალღა.
კოჭში დენი იზრდება, ჩნდება თვითინდუქციური ემფ, რომელიც მიმართულია დენის წყაროს ძაბვის წინააღმდეგ, დენის მატება შენელდება. იგივე ხდება შემცირებისას - თვითინდუქცია გამოიწვევს ემფ-ის გამოჩენას, რომელიც ინარჩუნებს დენს კოჭში იმავე მიმართულებით, როგორც ადრე. აქედან გამომდინარეობს, რომ კოჭის ტერმინალებზე ძაბვა იქნება ენერგიის წყაროს პოლარობის საპირისპირო.
ქვემოთ მოცემულ სურათზე ხედავთ, რომ როდესაც ინდუქციური წრე ჩართულია/გამორთულია, დენი მოულოდნელად კი არ წარმოიქმნება, არამედ თანდათან იცვლება. ამაზე მეტყველებს გადაცემის კანონებიც.
ინდუქციურობის კიდევ ერთი განმარტება არის ის, რომ მაგნიტური ნაკადი დენის პროპორციულია, მაგრამ მისი ფორმულით ინდუქცია მოქმედებს როგორც პროპორციულობის ფაქტორი.
ტრანსფორმატორი და ურთიერთინდუქცია
თუ თქვენ მოათავსებთ ორ ხვეულს სიახლოვეს, მაგალითად, იმავე ბირთვზე, მაშინ შეინიშნება ურთიერთინდუქციის ფენომენი. გადავიტანოთ ალტერნატიული დენი პირველში, შემდეგ მისი ალტერნატიული ნაკადი შეაღწევს მეორის მოხვევებს და მის ტერმინალებზე გამოჩნდება EMF.
ეს EMF დამოკიდებული იქნება მავთულის სიგრძეზე, შესაბამისად, შემობრუნების რაოდენობაზე, ასევე საშუალების მაგნიტური გამტარიანობის მნიშვნელობაზე. თუ ისინი უბრალოდ ერთმანეთის გვერდით არიან განთავსებული, EMF დაბალი იქნება, ხოლო თუ ავიღებთ რბილი მაგნიტური ფოლადისგან დამზადებულ ბირთვს, EMF გაცილებით დიდი იქნება. სინამდვილეში, ტრანსფორმატორი ასეა შექმნილი.
საინტერესოა:ხვეულების ამ ორმხრივ გავლენას ერთმანეთზე ინდუქციური შეერთება ეწოდება.
სარგებელი და ზიანი
თუ გესმის თეორიული ნაწილი, გასათვალისწინებელია სად გამოიყენება პრაქტიკაში თვითინდუქციის ფენომენი. მოდით შევხედოთ მაგალითებს, რასაც ვხედავთ ყოველდღიურ ცხოვრებაში და ტექნოლოგიაში. Ერთ - ერთი სასარგებლო აპლიკაციები- ეს არის ტრანსფორმატორი, ჩვენ უკვე განვიხილეთ მისი მუშაობის პრინციპი. დღესდღეობით ისინი სულ უფრო ნაკლებად გავრცელებულია, მაგრამ ადრე ფლუორესცენტური ტუბულარული ნათურები ყოველდღიურად იყენებდნენ ნათურებში. მათი მოქმედების პრინციპი ემყარება თვითინდუქციის ფენომენს. თქვენ შეგიძლიათ იხილოთ მისი დიაგრამები ქვემოთ.
ძაბვის გამოყენების შემდეგ წრეში გადის დენი: ფაზა - ინდუქტორი - სპირალი - დამწყები - სპირალი - ნული.
ან პირიქით (ფაზა და ნულოვანი). დამწყებლის ამოქმედების შემდეგ, მისი კონტაქტები იხსნება, შემდეგ (სპირალი მაღალი ინდუქციით) მიდრეკილია შეინარჩუნოს დენი იმავე მიმართულებით, იწვევს დიდი სიდიდის თვითინდუქციურ ემფ-ს და ნათურები აანთებს.
ანალოგიურად, ეს ფენომენი ეხება მანქანის ან მოტოციკლის ანთების წრეს, რომელიც მუშაობს ბენზინზე. მათში ინდუქტორსა და მინუს (მიწას) შორის უფსკრული დამონტაჟებულია მექანიკური (ჩოპერი) ან ნახევარგამტარული გადამრთველი (ტრანზისტორი ECU-ში). ეს გასაღები, იმ მომენტში, როდესაც ცილინდრში უნდა წარმოიქმნას ნაპერწკალი საწვავის გასანათებლად, არღვევს კოჭის დენის წრეს. შემდეგ კოჭის ბირთვში შენახული ენერგია იწვევს თვითინდუქციური ემფ-ის ზრდას და ძაბვა სანთლის ელექტროდზე იზრდება მანამ, სანამ არ მოხდება ნაპერწკლის რღვევა, ან სანამ კოჭა არ დაიწვება.
დენის წყაროებსა და აუდიო მოწყობილობებში ხშირად არის საჭირო სიგნალიდან არასაჭირო ტალღების, ხმაურის ან სიხშირის ამოღება. ამისათვის გამოიყენება სხვადასხვა კონფიგურაციის ფილტრები. ერთ-ერთი ვარიანტია LC, LR ფილტრები. შესაბამისად დენის ზრდის და ალტერნატიული დენის წინააღმდეგობის დათრგუნვით შესაძლებელია სასურველი მიზნების მიღწევა.
თვითინდუქციის EMF ზიანს აყენებს გადამრთველების, დანის გადამრთველების, სოკეტების, ავტომატური მანქანების და სხვა ნივთების კონტაქტებს. ალბათ შეგიმჩნევიათ, რომ როდესაც გაშვებული მტვერსასრუტის შტეფსელიდან ამოიღებთ, მის შიგნით ციმციმი ძალიან ხშირად შესამჩნევია. ეს არის წინააღმდეგობა კოჭში დენის ცვლილების მიმართ (ძრავის დახვევა ამ შემთხვევაში).
ნახევარგამტარულ გადამრთველებში სიტუაცია უფრო კრიტიკულია - წრეში მცირე ინდუქციურობამაც კი შეიძლება გამოიწვიოს მათი გაფუჭება, როდესაც მიიღწევა Uke ან Usi პიკური მნიშვნელობები. მათ დასაცავად დამონტაჟებულია სნაბერის სქემები, რომლებზეც ინდუქციური აფეთქებების ენერგია იფანტება.
დასკვნა
შევაჯამოთ. თვითინდუქციური ემფ-ის წარმოქმნის პირობებია: წრედში ინდუქციურობის არსებობა და დატვირთვაში დენის ცვლილება. ეს შეიძლება მოხდეს როგორც მუშაობის დროს, რეჟიმების შეცვლისას ან შემაშფოთებელი გავლენის დროს და მოწყობილობების გადართვისას. ამ ფენომენმა შეიძლება ზიანი მიაყენოს რელეებისა და დამწყებთათვის კონტაქტებს, რადგან ეს იწვევს ინდუქციური სქემების გახსნას, მაგალითად, ელექტროძრავებს. შესამცირებლად უარყოფითი გავლენა უმეტესობაგადართვის მოწყობილობა აღჭურვილია რკალის ჩახშობის კამერებით.
EMF ფენომენი საკმაოდ ხშირად გამოიყენება სასარგებლო მიზნებისთვის, ფილტრიდან დენის ტალღების გასასწორებლად და აუდიო მოწყობილობებში სიხშირის ფილტრიდან, ტრანსფორმატორებამდე და მაღალი ძაბვის აალების კოჭებამდე მანქანებში.
ვიმედოვნებთ, რომ ახლა გესმით, რა არის თვითინდუქცია, როგორ ვლინდება ის და სად შეიძლება მისი გამოყენება. თუ თქვენ გაქვთ რაიმე შეკითხვები, ჰკითხეთ მათ სტატიის ქვემოთ მოცემულ კომენტარებში!
მასალები
ელექტრულ და მაგნიტურ ველებს შორის კავშირი
ელექტრული და მაგნიტური ფენომენები დიდი ხნის განმავლობაში იყო შესწავლილი, მაგრამ არავის მოსვლია აზრად, როგორმე დაუკავშირა ეს კვლევები ერთმანეთთან. მხოლოდ 1820 წელს გაირკვა, რომ კომპასის ნემსზე მოქმედებს დენის გამტარი. ეს აღმოჩენა ეკუთვნოდა დანიელ ფიზიკოსს ჰანს კრისტიან ოერსტედს. შემდგომში დაძაბულობის საზომ ერთეულს მისი სახელი ეწოდა მაგნიტური ველი GHS სისტემაში: რუსული აღნიშვნა E (Ørsted), ინგლისური - Oe. ეს არის მაგნიტური ველის სიძლიერე ვაკუუმში 1 გაუსის ინდუქციით.
ამ აღმოჩენამ აჩვენა, რომ მაგნიტური ველი შეიძლება წარმოიქმნას ელექტრული დენისგან. მაგრამ ამავე დროს გაჩნდა აზრები საპირისპირო ტრანსფორმაციის შესახებ, კერძოდ, როგორ მივიღოთ ელექტრული დენი მაგნიტური ველიდან. ყოველივე ამის შემდეგ, ბუნებაში მრავალი პროცესი შექცევადია: წყალი წარმოქმნის ყინულს, რომელიც შეიძლება ისევ წყალში დნება.
ოერსტედის აღმოჩენის შემდეგ ფიზიკის ამ ახლა აშკარა კანონის შესწავლას ოცდაორი წელი დასჭირდა. ინგლისელი მეცნიერი მაიკლ ფარადეი მონაწილეობდა მაგნიტური ველიდან ელექტროენერგიის გამომუშავებაში. შესრულებულია სხვადასხვა ფორმებიმოძებნილი იქნა გამტარების და მაგნიტების ზომები, მათი შედარებითი მოწყობის ვარიანტები. და მხოლოდ, როგორც ჩანს, შემთხვევით აღმოაჩინა მეცნიერმა, რომ გამტარის ბოლოებზე EMF-ის მისაღებად საჭიროა კიდევ ერთი ტერმინი - მაგნიტის მოძრაობა, ე.ი. მაგნიტური ველი უნდა იყოს ცვალებადი.
ახლა ეს აღარავის უკვირს. ზუსტად ასე მუშაობს ყველა ელექტრო გენერატორი – სანამ ის რაღაცით ბრუნავს, ელექტროენერგია წარმოიქმნება და ნათურა ანათებს. ისინი გაჩერდნენ, შეწყვიტეს ბრუნვა და შუქი ჩაქრა.
ელექტრომაგნიტური ინდუქცია
ამრიგად, EMF დირიჟორის ბოლოებზე ხდება მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ იგი გადაადგილდება გარკვეული გზით მაგნიტურ ველში. ან, უფრო ზუსტად, მაგნიტური ველი აუცილებლად უნდა შეიცვალოს, იყოს ცვალებადი. ამ ფენომენს ელექტრომაგნიტურ ინდუქციას უწოდებენ, რუსულ ელექტრომაგნიტურ ინდუქციას: ამ შემთხვევაში ამბობენ, რომ EMF არის ინდუცირებული დირიჟორში. თუ დატვირთვა დაკავშირებულია ასეთ EMF წყაროსთან, დენი შემოვა წრეში.
ინდუცირებული EMF-ის სიდიდე დამოკიდებულია რამდენიმე ფაქტორზე: გამტარის სიგრძეზე, მაგნიტური ველის B ინდუქციაზე და, დიდწილად, მაგნიტურ ველში გამტარის მოძრაობის სიჩქარეზე. რაც უფრო სწრაფად ბრუნავს გენერატორის როტორი, მით უფრო მაღალია ძაბვა მის გამოსავალზე.
შენიშვნა: ელექტრომაგნიტური ინდუქცია (ელექტრომაგნიტური ინდუქცია (EMF-ის გაჩენის ფენომენი გამტარის ბოლოებში ალტერნატიულ მაგნიტურ ველში) არ უნდა აგვერიოს მაგნიტურ ინდუქციაში - ვექტორული ფიზიკური რაოდენობა, რომელიც ახასიათებს თავად მაგნიტურ ველს.
ინდუქცია
ეს მეთოდი განიხილება. საკმარისია გამტარის გადაადგილება მაგნიტურ ველში მუდმივი მაგნიტი, ან პირიქით, გადაიტანეთ (თითქმის ყოველთვის ბრუნვით) მაგნიტი გამტართან. ორივე ვარიანტი აუცილებლად მოგცემთ საშუალებას მიიღოთ ალტერნატიული მაგნიტური ველი. ამ შემთხვევაში, EMF-ის წარმოების მეთოდს ინდუქცია ეწოდება. ეს არის ინდუქცია, რომელიც გამოიყენება EMF-ის წარმოებისთვის სხვადასხვა გენერატორებში. ფარადეის ექსპერიმენტებში 1831 წელს, მაგნიტი თანდათანობით მოძრაობდა მავთულის ხვეულში.
ორმხრივი ინდუქცია
ეს სახელი ვარაუდობს, რომ ორი დირიჟორი მონაწილეობს ამ ფენომენში. ერთ-ერთ მათგანში ცვალებადი დენი მიედინება, რაც მის ირგვლივ ალტერნატიულ მაგნიტურ ველს ქმნის. თუ იქვე არის სხვა დირიჟორი, მაშინ მის ბოლოებში ჩნდება ალტერნატიული EMF.
EMF-ის წარმოების ამ მეთოდს ორმხრივი ინდუქცია ეწოდება. ორმხრივი ინდუქციის პრინციპზე მუშაობს ყველა ტრანსფორმატორი, მხოლოდ მათი გამტარები მზადდება ხვეულების სახით, ხოლო ფერომაგნიტური მასალებისგან დამზადებული ბირთვები გამოიყენება მაგნიტური ინდუქციის გასაძლიერებლად.
თუ პირველ დირიჟორში დენი შეჩერდება (ჩართვა წყდება), ან ხდება ძალიან ძლიერი, მაგრამ მუდმივი (ცვლილებების გარეშე), მაშინ მეორე დირიჟორის ბოლოებზე EMF არ მიიღება. სწორედ ამიტომ ტრანსფორმატორები მუშაობენ მხოლოდ ალტერნატიულ დენზე: თუ გალვანურ ბატარეას დააკავშირებთ პირველად გრაგნილთან, მაშინ მეორადი გრაგნილის გამოსავალზე ძაბვა ნამდვილად არ იქნება.
მეორად გრაგნილში EMF გამოწვეულია მხოლოდ მაგნიტური ველის ცვლილებისას. უფრო მეტიც, რაც უფრო ძლიერია ცვლილების სიჩქარე, კერძოდ სიჩქარე და არა აბსოლუტური მნიშვნელობა, მით უფრო დიდი იქნება ინდუცირებული ემფ.
თვითინდუქცია
თუ მეორე გამტარს ამოიღებთ, მაშინ პირველ გამტარში მაგნიტური ველი შეაღწევს არა მხოლოდ მიმდებარე სივრცეს, არამედ თავად გამტარს. ამრიგად, მისი ველის გავლენით დირიჟორში წარმოიქმნება ემფ, რომელსაც ეწოდება თვითინდუქციური ემფ.
თვითინდუქციის ფენომენი შეისწავლა რუსმა მეცნიერმა ლენცმა 1833 წელს. ამ ექსპერიმენტებზე დაყრდნობით, შესაძლებელი გახდა საინტერესო ნიმუშის გარკვევა: თვითინდუქციური EMF ყოველთვის ეწინააღმდეგება და ანაზღაურებს გარე ალტერნატიულ მაგნიტურ ველს, რომელიც იწვევს ამ EMF-ს. ამ დამოკიდებულებას ლენცის წესს უწოდებენ (არ უნდა აგვერიოს ჯოულ-ლენცის კანონში).
ფორმულაში მინუს ნიშანი უბრალოდ საუბრობს თვითინდუქციური EMF-ის წინააღმდეგობაზე იმ მიზეზებზე, რამაც გამოიწვია იგი. თუ კოჭა დაკავშირებულია მუდმივ დენის წყაროსთან, დენი გაიზრდება საკმაოდ ნელა. ეს ძალზე შესამჩნევია ტრანსფორმატორის პირველადი გრაგნილის "შემოწმებისას" ციფერბლატის ოჰმეტრით: ნემსის სიჩქარე, რომელიც მოძრაობს ნულოვანი მასშტაბის განყოფილებისკენ, შესამჩნევად ნაკლებია, ვიდრე რეზისტორების შემოწმებისას.
როდესაც კოჭა გათიშულია მიმდინარე წყაროდან, თვითინდუქციური ემფ იწვევს რელეს კონტაქტების ნაპერწკალს. იმ შემთხვევაში, როდესაც კოჭას აკონტროლებს ტრანზისტორი, მაგალითად, სარელეო კოჭა, მაშინ მის პარალელურად მოთავსებულია დიოდი დენის წყაროსთან მიმართებაში საპირისპირო მიმართულებით. ეს კეთდება იმისათვის, რომ დავიცვათ ნახევარგამტარული ელემენტები თვითინდუქციური ემფ-ის ზემოქმედებისგან, რომელიც შეიძლება იყოს ათობით ან თუნდაც ასჯერ მეტი დენის წყაროს ძაბვაზე.
ექსპერიმენტების ჩასატარებლად ლენცმა დააპროექტა საინტერესო მოწყობილობა. ორი ალუმინის რგოლი ფიქსირდება ალუმინის როკერის მკლავის ბოლოებზე. ერთი ბეჭედი მყარია, მაგრამ მეორეს აქვს ჭრილი. როკერი თავისუფლად ტრიალებდა ნემსზე.
როდესაც მუდმივი მაგნიტი მყარ რგოლში იყო ჩასმული, ის „გაექცა“ მაგნიტს, ხოლო როცა მაგნიტი ამოიღეს, მისკენ მიისწრაფოდა. იგივე ქმედებები მოჭრილი რგოლით არ იწვევდა მოძრაობას. ეს აიხსნება იმით, რომ მყარ რგოლში, ალტერნატიული მაგნიტური ველის გავლენის ქვეშ, წარმოიქმნება დენი, რომელიც ქმნის მაგნიტურ ველს. მაგრამ ღია რგოლში არ არის დენი, ამიტომ არ არის მაგნიტური ველი.
ამ ექსპერიმენტის მნიშვნელოვანი დეტალი არის ის, რომ თუ მაგნიტი ჩასმულია რგოლში და რჩება უმოძრაო, მაშინ არ შეინიშნება ალუმინის რგოლის რეაქცია მაგნიტის არსებობაზე. ეს კიდევ ერთხელ ადასტურებს, რომ ინდუცირებული ემფ ხდება მხოლოდ მაგნიტური ველის ცვლილებისას და ემფ-ის სიდიდე დამოკიდებულია ცვლილების სიჩქარეზე. ამ შემთხვევაში, ეს უბრალოდ დამოკიდებულია მაგნიტის მოძრაობის სიჩქარეზე.
იგივე შეიძლება ითქვას ორმხრივი ინდუქციისა და თვითინდუქციის შესახებ, მხოლოდ მაგნიტური ველის სიძლიერის ცვლილება, უფრო სწორად მისი ცვლილების სიჩქარე, დამოკიდებულია დენის ცვლილების სიჩქარეზე. ამ ფენომენის საილუსტრაციოდ შეიძლება მოვიყვანოთ შემდეგი მაგალითი.
მოდით, დიდმა დენებმა გაიაროს ორი საკმაოდ დიდი იდენტური ხვეული: პირველი კოჭის მეშვეობით 10A, ხოლო მეორეში 1000-მდე, და ორივე ხვეულში დენები წრფივად იზრდება. დავუშვათ, რომ ერთ წამში პირველ კოჭში დენი შეიცვალა 10-დან 15A-მდე, ხოლო მეორეში 1000-დან 1001A-მდე, რამაც გამოიწვია თვითგამოწვეული ემფ-ის გამოჩენა ორივე ხვეულში.
მაგრამ ამის მიუხედავად დიდი ღირებულებადენი მეორე კოჭში, თვითინდუქციური EMF უფრო დიდი იქნება პირველში, რადგან იქ დენის ცვლილების სიჩქარეა 5A/წმ, ხოლო მეორეში მხოლოდ 1A/წმ. ყოველივე ამის შემდეგ, თვითინდუქციური ემფ დამოკიდებულია დენის გაზრდის სიჩქარეზე (წაიკითხეთ მაგნიტური ველი) და არა მის აბსოლუტურ მნიშვნელობაზე.
ინდუქციურობა
დენის მატარებელი ხვეულის მაგნიტური თვისებები დამოკიდებულია შემობრუნების რაოდენობაზე და გეომეტრიულ ზომებზე. მაგნიტური ველის მნიშვნელოვანი მატება შეიძლება მიღწეული იყოს ხვეულში ფერომაგნიტური ბირთვის შეყვანით. შესახებ მაგნიტური თვისებებიხვეულები შეიძლება შეფასდეს საკმარისი სიზუსტით ინდუცირებული ემფ-ის, ურთიერთინდუქციის ან თვითინდუქციის სიდიდის მიხედვით. ყველა ეს ფენომენი ზემოთ იყო განხილული.
კოჭის მახასიათებელს, რომელიც მოგვითხრობს ამის შესახებ, ეწოდება ინდუქციურობის კოეფიციენტი (თვითინდუქციურობა) ან უბრალოდ ინდუქციურობა. ფორმულებში ინდუქციურობა აღინიშნება ასო L-ით, ხოლო დიაგრამებში ინდუქტორები აღინიშნება იგივე ასოებით.
ინდუქციურობის ერთეულია ჰენრი (H). კოჭს აქვს 1H ინდუქციურობა, რომლის დროსაც, როდესაც დენი იცვლება 1A წამში, წარმოიქმნება ემფ 1V. ეს მნიშვნელობა საკმაოდ დიდია: საკმაოდ მძლავრი ტრანსფორმატორების ქსელის გრაგნილებს აქვთ ერთი ან მეტი Gn-ის ინდუქციურობა.
ამიტომ, ხშირად გამოიყენება ქვედა რიგის მნიშვნელობები, კერძოდ, მილი და მიკრო ჰენრი (mH და μH). ასეთი კოჭები გამოიყენება ელექტრონულ სქემებში. კოჭების ერთ-ერთი გამოყენება არის რხევითი სქემები რადიო მოწყობილობებში.
კოჭები ასევე გამოიყენება ჩოკებად, რომელთა ძირითადი დანიშნულებაა პირდაპირი დენის გავლა დანაკარგების გარეშე, ხოლო ცვლადი დენის (ფილტრების) შესუსტება. როგორც წესი, რაც უფრო მაღალია ოპერაციული სიხშირე, მით უფრო ნაკლებ ინდუქციურობას მოითხოვს კოჭები.
ინდუქციური რეაქტიულობა
თუ აიღებთ საკმარისად მძლავრ ქსელის ტრანსფორმატორს და პირველადი გრაგნილის წინააღმდეგობას, აღმოჩნდება, რომ ეს არის მხოლოდ რამდენიმე ohms და თუნდაც ნულთან ახლოს. გამოდის, რომ ასეთი გრაგნილის მეშვეობით დენი ძალიან დიდი იქნება და უსასრულობისკენაც კი მიდრეკილია. როგორც ჩანს, მოკლე ჩართვა უბრალოდ გარდაუვალია! მაშ რატომ არ არის?
ინდუქტორული კოჭების ერთ-ერთი მთავარი თვისებაა ინდუქციური რეაქტიულობა, რომელიც დამოკიდებულია კოჭზე მიწოდებული ალტერნატიული დენის ინდუქციურობაზე და სიხშირეზე.
ადვილი მისახვედრია, რომ სიხშირისა და ინდუქციურობის მატებასთან ერთად, ინდუქციური რეაქტიულობა იზრდება და მუდმივ დენის დროს ის ჩვეულებრივ ხდება ნულოვანი. ამიტომ, ხვეულების წინააღმდეგობის გაზომვისას მულტიმეტრით, მხოლოდ აქტიური წინააღმდეგობამავთულები.
ინდუქტორების დიზაინი ძალიან მრავალფეროვანია და დამოკიდებულია იმ სიხშირეებზე, რომლებზეც მუშაობს კოჭა. მაგალითად, რადიოტალღების დეციმეტრულ დიაპაზონში მუშაობისთვის, ხშირად გამოიყენება ბეჭდური მიკროსქემის კოჭები. მასობრივი წარმოებისთვის ეს მეთოდი ძალიან მოსახერხებელია.
კოჭის ინდუქციურობა დამოკიდებულია მის გეომეტრიულ ზომებზე, ბირთვზე, ფენების რაოდენობასა და ფორმაზე. ამჟამად, იწარმოება საკმარისი რაოდენობის სტანდარტული ინდუქტორები, რომლებიც მსგავსია ჩვეულებრივი რეზისტორების ტყვიით. ასეთი ხვეულები აღინიშნება ფერადი რგოლებით. ასევე არსებობს ზედაპირული დამაგრების ხვეულები, რომლებიც გამოიყენება ჩოკებად. ასეთი ხვეულების ინდუქციურობა რამდენიმე მილიჰენრია.
თვითინდუქცია
თითოეული გამტარი, რომლის მეშვეობითაც ელექტრული დენი მიედინება, თავის მაგნიტურ ველშია.
როდესაც დირიჟორში იცვლება დენის სიძლიერე, იცვლება მ.ველი, ე.ი. ამ დენით შექმნილი მაგნიტური ნაკადი იცვლება. მაგნიტური ნაკადის ცვლილება იწვევს მორევის ელექტრული ველის გაჩენას და წრეში ჩნდება ინდუცირებული ემფ.
ამ ფენომენს თვითინდუქციას უწოდებენ.
თვითინდუქცია არის ინდუცირებული ემფ-ის წარმოქმნის ფენომენი ელექტრულ წრეში დენის სიძლიერის ცვლილების შედეგად.
მიღებულ ემფს ეწოდება თვითგამოწვეული ემფ
თვითინდუქციის ფენომენის გამოვლინება
მიკროსქემის დახურვა
როდესაც ელექტრულ წრეში მოკლე ჩართვა ხდება, დენი იზრდება, რაც იწვევს მაგნიტური ნაკადის მატებას კოჭში, ჩნდება მორევის ელექტრული ველი მიმართული დენის წინააღმდეგ, ანუ ხვეულში ჩნდება თვითინდუქციური ელექტრული ძრავა, რომელიც ხელს უშლის დენის მატებას წრედში (მორევის ველი აფერხებს ელექტრონებს).
შედეგად, L1 ანათებს L2-ზე გვიან.
Გახსნილი წრე
როდესაც ელექტრული წრე იხსნება, დენი მცირდება, ხდება ნაკადის შემცირება ხვეულში და ჩნდება მორევის ელექტრული ველი, მიმართული როგორც დენი (ცდილობს შეინარჩუნოს იგივე დენის ძალა), ე.ი. თვითგამოწვეული ემფ წარმოიქმნება კოჭში, რომელიც ინარჩუნებს დენს წრედში.
შედეგად, გამორთვისას L მკვეთრად ანათებს.
ელექტროტექნიკაში თვითინდუქციის ფენომენი ვლინდება წრედის დახურვისას (ელექტრული დენი თანდათან იზრდება) და წრედის გახსნისას (ელექტრული დენი მაშინვე არ ქრება).
ინდუქტანცია
რაზეა დამოკიდებული თვითგამოწვეული ემფ?
ელექტრული დენი ქმნის საკუთარ მაგნიტურ ველს. მაგნიტური ნაკადი წრედში პროპორციულია მაგნიტური ველის ინდუქციის (Ф ~ B), ინდუქცია პროპორციულია დირიჟორში მიმდინარე სიძლიერისა.
(B ~ I), ამიტომ მაგნიტური ნაკადი პროპორციულია დენის სიძლიერისა (Ф ~ I).
თვითინდუქციური ემფ დამოკიდებულია დენის ცვლილების სიჩქარეზე ელექტრულ წრეში, გამტარის თვისებებზე (ზომა და ფორმა) და იმ გარემოს შედარებით მაგნიტურ გამტარიანობაზე, რომელშიც მდებარეობს გამტარი.
ფიზიკურ რაოდენობას, რომელიც აჩვენებს თვითინდუქციური ემფ-ის დამოკიდებულებას გამტარის ზომასა და ფორმაზე და იმ გარემოზე, რომელშიც მდებარეობს გამტარი, ეწოდება თვითინდუქციური კოეფიციენტი ან ინდუქციური.
ინდუქციურობა - ფიზიკური რაოდენობა, რიცხობრივად ტოლია EMFთვითინდუქცია, რომელიც ხდება წრედში, როდესაც დენი იცვლება 1 ამპერით 1 წამში.
ინდუქციურობა ასევე შეიძლება გამოითვალოს ფორმულის გამოყენებით:
სადაც Ф არის მაგნიტური ნაკადი წრედში, I არის დენის სიძლიერე წრედში.
SI ინდუქციურობის ერთეულები:
კოჭის ინდუქციურობა დამოკიდებულია:
ბრუნთა რაოდენობა, ხვეულის ზომა და ფორმა და საშუალო (შესაძლოა ბირთვის) შედარებით მაგნიტური გამტარიანობა.
თვითინდუქციური EMF
თვითინდუქციური ემფ ხელს უშლის დენის გაზრდას წრედის ჩართვისას და დენის შემცირებას წრედის გახსნისას.
დენის მაგნიტური ველის ენერგია
დირიჟორის გარშემო არის მაგნიტური ველი, რომელსაც აქვს ენერგია.
Საიდან მოდის? ელექტრულ წრეში შემავალ დენის წყაროს აქვს ენერგიის რეზერვი.
ელექტრული წრედის დახურვის მომენტში, დენის წყარო ხარჯავს ენერგიის ნაწილს წარმოქმნილი თვითინდუქციური ემფ-ის მოქმედების დასაძლევად. ენერგიის ეს ნაწილი, რომელსაც დენის საკუთარი ენერგია ეწოდება, მიდის მაგნიტური ველის ფორმირებამდე.
მაგნიტური ველის ენერგია უდრის დენის შინაგან ენერგიას.
დენის თვითენერგია რიცხობრივად უდრის სამუშაოს, რომელიც დენის წყარომ უნდა გააკეთოს თვითინდუქციური ემფ-ის დასაძლევად, რათა შეიქმნას დენი წრეში.
დენის მიერ შექმნილი მაგნიტური ველის ენერგია პირდაპირპროპორციულია დენის კვადრატისა.
სად მიდის მაგნიტური ველის ენერგია დენის გაჩერების შემდეგ? - გამოირჩევა (როდესაც წრე იხსნება საკმარისად დიდი დენით, შეიძლება წარმოიშვას ნაპერწკალი ან რკალი)
კითხვები ტესტის ქაღალდისთვის
თემაზე "ელექტრომაგნიტური ინდუქცია"
1. ჩამოთვალეთ ინდუქციური დენის მიღების 6 გზა.
2. ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენი (განმარტება).
3. ლენცის წესი.
4. მაგნიტური ნაკადი (განმარტება, ნახაზი, ფორმულა, შეყვანის სიდიდეები, მათი საზომი ერთეულები).
5. ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონი (განმარტება, ფორმულა).
6. მორევის ელექტრული ველის თვისებები.
7. ერთგვაროვან მაგნიტურ ველში მოძრავი გამტარის ინდუქციური ემფ (გამოჩენის მიზეზი, ნახაზი, ფორმულა, შეყვანის სიდიდეები, მათი საზომი ერთეულები).
8. თვითინდუქცია (მოკლე გამოვლინება ელექტროტექნიკაში, განმარტება).
9. თვითინდუქციის EMF (მისი მოქმედება და ფორმულა).
10. ინდუქციურობა (განმარტება, ფორმულები, საზომი ერთეულები).
11. დენის მაგნიტური ველის ენერგია (ფორმულა, საიდანაც მოდის დენის მაგნიტური ველის ენერგია, საიდანაც ქრება დენის გაჩერებისას).
9.4. ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენი
9.4.3. Საშუალო ღირებულება ელექტრომოძრავი ძალის თვითინდუქცია
როდესაც დახურულ გამტარ წრედთან დაკავშირებული ნაკადი იცვლება ამ სქემით შეზღუდული ფართობის გავლით, მასში ჩნდება მორევის ელექტრული ველი და მიედინება ინდუქციური დენი - ელექტრომაგნიტური თვითინდუქციის ფენომენი.
მოდული საშუალო თვითინდუქციური emfგარკვეული პერიოდის განმავლობაში გამოითვლება ფორმულის გამოყენებით
〈 | ℰ მე | 〉 = | Δ Ф s | Δt,
სადაც ΔΦ s არის წრედთან დაწყვილებული მაგნიტური ნაკადის ცვლილება Δt დროის განმავლობაში.
თუ წრეში მიმდინარე სიძლიერე იცვლება დროთა განმავლობაში I = I (t), მაშინ
∆Ф s = L ∆I,
სადაც L არის წრედის ინდუქცია; ΔI - წრეში დენის სიძლიერის ცვლილება Δt დროში;
〈 | ℰ მე | 〉 = L | ΔI | Δt,
სადაც ΔI /Δt არის დენის ცვლილების სიჩქარე წრედში.
თუ მარყუჟის ინდუქციურობადროთა განმავლობაში იცვლება L = L (t), შემდეგ
- ნაკადის ცვლილება კონტურთან დაწყვილებული განისაზღვრება ფორმულით
∆Ф s = ∆LI,
სადაც ΔL არის წრედის ინდუქციურობის ცვლილება Δt დროში; I - დენის სიძლიერე წრედში;
- საშუალო თვითინდუქციური emf-ის მოდული გარკვეული პერიოდის განმავლობაში გამოითვლება ფორმულით
〈 | ℰ მე | 〉 = მე | Δ L | Δt.
მაგალითი 16. დახურულ გამტარ წრედში 20 mH ინდუქციით გადის დენი 1,4 A იპოვეთ თვითინდუქციური ემფ-ის საშუალო მნიშვნელობა, რომელიც ჩნდება წრედში, როდესაც მასში დენი ერთნაირად მცირდება 20%-ით 80-ში. ქალბატონი.
გამოსავალი . წრედში თვითინდუქციური ემფ-ის გამოჩენა გამოწვეულია წრედთან დაწყვილებული ნაკადის ცვლილებით, როდესაც მასში მიმდინარე სიძლიერე იცვლება.
წრედთან დაკავშირებული ნაკადი განისაზღვრება ფორმულებით:
- მიმდინარე I 1-ში
Ф s 1 = LI 1,
სადაც L არის მიკროსქემის ინდუქცია, L = 20 mH; I 1 - საწყისი დენი წრეში, I 1 = 1.4 A;
- მიმდინარე სიძლიერეზე I 2
Ф s 2 = LI 2,
სადაც I 2 არის საბოლოო დენის სიძლიერე წრეში.
წრედთან დაწყვილებული ნაკადის ცვლილება განისაზღვრება სხვაობით:
Δ Ф s = Ф s 2 − Ф s 1 = L I 2 − L I 1 = L (I 2 − I 1) ,
სადაც I 2 = 0.8I 1.
თვითინდუქციური ემფ-ის საშუალო მნიშვნელობა, რომელიც ჩნდება წრეში, როდესაც მასში მიმდინარე სიძლიერე იცვლება:
〈 ℰ s i 〉 = | Δ Ф s Δ t | = | L (I 2 − I 1) Δ t | = | − 0,2 L I 1 Δ t | = 0,2 ლ I 1 Δ t,
სადაც ∆t არის დროის ინტერვალი, რომლის დროსაც დენი მცირდება, ∆t = 80 ms.
გაანგარიშება იძლევა მნიშვნელობას:
〈 ℰ s i 〉 = 0,2 ⋅ 20 ⋅ 10 − 3 ⋅ 1,4 80 ⋅ 10 − 3 = 70 ⋅ 10 − 3 s = 70 mV.
როდესაც წრეში დენი იცვლება, მასში ჩნდება თვითინდუქციური ემფ, რომლის საშუალო ღირებულებაა 70 მვ.
როდესაც დენი იცვლება წრედში, იცვლება მაგნიტური ინდუქციის ნაკადი ამ სქემით შეზღუდული ზედაპირის მეშვეობით, მაგნიტური ინდუქციის ნაკადის ცვლილება იწვევს თვითინდუქციური ემფ-ის აგზნებას. ემფ-ის მიმართულება ისეთი გამოდის, რომ როდესაც წრეში დენი იზრდება, ემფ ხელს უშლის დენის გაზრდას, ხოლო დენის კლებისას ხელს უშლის მის შემცირებას.
EMF-ის სიდიდე პროპორციულია დენის ცვლილების სიჩქარისა მედა მარყუჟის ინდუქციურობა ლ :
.თვითინდუქციის ფენომენის გამო ელექტრული წრე EMF წყაროსთან, როდესაც წრე დახურულია, დენი მყისიერად არ დგინდება, მაგრამ გარკვეული დროის შემდეგ. მსგავსი პროცესები ხდება მიკროსქემის გახსნისას და თვითინდუქციური ემფ-ის მნიშვნელობა შეიძლება მნიშვნელოვნად აღემატებოდეს წყაროს ემფ-ს. ყველაზე ხშირად -ში ჩვეულებრივი ცხოვრებაიგი გამოიყენება მანქანის აალების კოჭებში. ტიპიური თვითინდუქციური ძაბვა მიწოდების ბატარეის ძაბვით 12 ვ არის 7-25 კვ.
ფონდი ვიკიმედია. 2010 წელი.
ნახეთ, რა არის „თვითინდუქციური emf“ სხვა ლექსიკონებში:
თვითინდუქციური emf- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. ელექტრული ინჟინერიისა და ელექტროენერგეტიკის ინგლისურ-რუსული ლექსიკონი, მოსკოვი, 1999] ელექტროტექნიკის თემები, ძირითადი ცნებები EN თვითინდუცირებული emfFaraday ძაბვის ინდუქციური ძაბვა ძაბვის თავის ინდუქცია... ...
ეს არის ინდუცირებული ემფ-ის წარმოქმნის ფენომენი გამტარ წრეში, როდესაც წრეში გამავალი დენი იცვლება. როდესაც წრეში დენი იცვლება, მაგნიტური ნაკადი ამ წრედით შემოსაზღვრულ ზედაპირზეც პროპორციულად იცვლება. შეცვლა... ...ვიკიპედია
- (ლათ. inductio ხელმძღვანელობა, მოტივაცია), მაგნიტური დამახასიათებელი მნიშვნელობა. წმინდა ვა ელექტრო. ჯაჭვები. გამტარ წრეში გამავალი დენი ქმნის მაგნიტურ ველს მიმდებარე ტერიტორიაზე. ველი და მაგნიტური ნაკადი Ф, რომელიც შეაღწევს წრედში (მასთან დაკავშირებული) სწორია... ... ფიზიკური ენციკლოპედია
რეაქტიული სიმძლავრე- მნიშვნელობა, რომელიც ტოლია სინუსოიდური ელექტრული დენისა და ელექტრული ძაბვისათვის, ძაბვის ეფექტური მნიშვნელობის ნამრავლის დენის ეფექტური მნიშვნელობით და ფაზური ცვლის სინუსით, ორტერმინალური ქსელის ძაბვასა და დენს შორის. [GOST R 52002 2003]…… ტექნიკური მთარგმნელის სახელმძღვანელო
ფიზიკის დარგი, რომელიც მოიცავს ცოდნას სტატიკური ელექტროენერგიის შესახებ, ელექტრო დენებისაგანდა მაგნიტური ფენომენები. ელექტროსტატიკა ელექტროსტატიკა ეხება მოვლენებს, რომლებიც დაკავშირებულია ელექტრულ მუხტებთან დასვენების დროს. შორის მოქმედი ძალების არსებობა... ... კოლიერის ენციკლოპედია
ელექტრო მანქანა, რომელსაც არ აქვს მოძრავი ნაწილები და გარდაქმნის ერთი ძაბვის ალტერნატიულ დენს მეორე ძაბვის ალტერნატიულ დენად. უმარტივეს შემთხვევაში, იგი შედგება მაგნიტური წრედისგან (ბირთვი) და მასზე განთავსებული ორი გრაგნილი, პირველადი და... ... ენციკლოპედიური ლექსიკონი
