Kipengele kinachofaa kinaitwa inductance mzunguko wa umeme, ambayo nishati ya shamba la magnetic huhifadhiwa. Akiba ya nishati uwanja wa umeme au mabadiliko nishati ya umeme aina nyingine za nishati hazifanyiki ndani yake.
Karibu zaidi na kipengele kilichopendekezwa - inductance - ni kipengele halisi cha mzunguko wa umeme - coil inductive.
Tofauti na inductance, coil inductive pia huhifadhi nishati ya shamba la umeme na kubadilisha nishati ya umeme katika aina nyingine za nishati, hasa nishati ya joto.
Kiasi, uwezo wa vipengele halisi na vyema vya mzunguko wa umeme ili kuhifadhi nishati ya shamba la magnetic ni sifa ya parameter inayoitwa inductance.
Kwa hivyo, neno "inductance" linatumika kama jina la kitu kinachofaa cha mzunguko wa umeme, kama jina la paramu ambayo ina sifa ya tabia ya kitu hiki, na kama jina la paramu kuu ya coil ya kufata.
Uhusiano kati ya voltage na sasa katika coil inductive ni kuamua na sheria induction ya sumakuumeme, ambayo inafuata kwamba wakati flux ya magnetic inapita kupitia coil ya inductive inabadilika, nguvu ya electromotive e inaingizwa ndani yake, sawia na kiwango cha mabadiliko katika uhusiano wa flux ya coil ψ na kuelekezwa kwa namna ambayo sasa imesababisha. kwa hivyo huelekea kuzuia mabadiliko katika flux ya sumaku:
Ya juu ya inductance ya kondakta , shamba kubwa la sumaku litakuwa na thamani sawa mkondo wa umeme. Kimwili, inductance katika mzunguko wa umeme ni coil inayojumuisha passive (dielectric) au kazi (nyenzo ya ferromagnetic, chuma) na jeraha la waya wa umeme karibu nayo.
Ikiwa sasa inapita inabadilisha thamani yake kwa muda, yaani, sio mara kwa mara, lakini kutofautiana, basi shamba la magnetic katika mzunguko wa inductive mabadiliko, na kusababisha EMF (nguvu ya umeme) ya kujitegemea induction. EMF hii pia ni kama voltage ya umeme kipimo katika volts (V).
Kitengo cha inductance ni H (henry). Imetajwa baada ya Joseph Henry, mwanasayansi wa Amerika ambaye aligundua jambo la kujiingiza. Inachukuliwa kuwa mzunguko (inductor) ina thamani ya 1 H ikiwa, pamoja na mabadiliko ya sasa ya 1 A (ampere) katika sekunde moja, emf ya 1 V (volt) inaonekana ndani yake. Inductance imeteuliwa na barua L, kwa heshima ya Emil Khristianovich Lenz, mwanafizikia maarufu wa Kirusi. Neno "inductance" lilipendekezwa na Oliver Heaviside, mwanasayansi wa Kiingereza aliyejifundisha mwenyewe mnamo 1886.
Tabia za inductance
- Inductance daima ni chanya.
- Inductance inategemea tu vipimo vya kijiometri vya mzunguko na mali ya magnetic ya kati (msingi).
Indukta
Inductor ni sehemu ya elektroniki ambayo ni screw au muundo wa ond uliofanywa kwa kutumia conductor maboksi. Sifa kuu ya inductor, kama jina linamaanisha, ni inductance. Inductance ni mali ya kubadilisha nishati ya sasa ya umeme katika nishati ya shamba la magnetic. Thamani ya inductance kwa coil ya silinda au pete ni sawa na
Ambapo ψ ni muunganisho wa flux, µ 0 = 4π*10 -7 ni sumaku thabiti, N ni idadi ya zamu, S ni eneo la sehemu ya msalaba ya coil.
Pia, inductor ina mali kama vile uwezo mdogo na upinzani mdogo wa kazi, na coil bora haina kabisa. Utumiaji wa hii sehemu ya elektroniki kuzingatiwa karibu kila mahali katika vifaa vya umeme.
Madhumuni ya maombi ni tofauti:
- ukandamizaji wa kuingilia kati katika mzunguko wa umeme;
- kulainisha kiwango cha pulsations;
- mkusanyiko wa uwezo wa nishati;
- kizuizi cha mikondo ya mzunguko wa kutofautiana;
- ujenzi wa nyaya za oscillatory za resonant;
- masafa ya kuchuja katika nyaya za ishara za umeme;
- malezi ya eneo la shamba la magnetic;
- ujenzi wa mistari ya kuchelewa, sensorer, nk.
Maombi katika teknolojia
Inductors hutumiwa:
Kwa kiasi kikubwa, katika jenereta zote za sasa za umeme za aina yoyote, pamoja na motors za umeme, vilima vyao ni coil za inductor. Kufuatia mapokeo ya kale ya kuonyesha Dunia tambarare imesimama juu ya tembo au nyangumi watatu, leo tunaweza kwa uhalali mkubwa zaidi kudai kwamba maisha Duniani yanategemea koili ya kufata neno.
- hii ni ubora wa coil katika nyaya mkondo wa kubadilisha. Kipengele cha ubora wa indukta hufafanuliwa kama uwiano wa mwitikio wake wa kufata neno kwa ukinzani wake amilifu. Kwa kusema, mwitikio wa kufata neno ni upinzani wa coil kwa sasa mbadala, na upinzani hai- hii ni upinzani wa coil kwa moja kwa moja sasa na upinzani kutokana na hasara ya nguvu ya umeme katika sura, msingi, screen na insulation ya coil. Chini ya upinzani wa kazi, juu ya sababu ya ubora wa coil na ubora wake. Kwa hivyo, tunaweza kusema kwamba juu ya sababu ya ubora, hasara ndogo ya nishati katika inductor.
Mwitikio wa kufata neno imedhamiriwa na formula:
X L = ωL = 2πfL
Ambapo ω = 2πf - mzunguko wa mviringo (f - mzunguko, Hz); L - inductance ya coil, H.
Kipengele cha ubora wa indukta imedhamiriwa na formula:
Q = X L / R = ωL / R = 2πfL / R
Ambapo R ni upinzani wa kazi wa inductor, Ohm.
Nishati ya sasa ya uga wa sumaku
Karibu na conductor sasa-kubeba kuna shamba magnetic ambayo ina nishati. Inatoka wapi? Chanzo cha sasa ni pamoja na katika umeme mnyororo una akiba ya nishati. Wakati wa kufungwa kwa umeme. Mzunguko wa sasa wa chanzo hutumia sehemu ya nishati yake ili kuondokana na athari ya emf ya kujiingiza inayotokea. Sehemu hii ya nishati, inayoitwa nishati ya sasa yenyewe, huenda kwenye uundaji wa shamba la magnetic. Nishati ya uwanja wa sumaku ni sawa na nishati ya asili ya sasa.
Nishati ya kibinafsi ya sasa ni nambari sawa na kazi ambayo chanzo cha sasa kinapaswa kufanya ili kuondokana na emf ya kujitegemea ili kuunda sasa katika mzunguko.
Nishati ya uwanja wa sumaku iliyoundwa na sasa ni sawa sawa na mraba wa sasa. Nishati ya shamba la sumaku huenda wapi baada ya kuacha sasa? - inasimama (wakati mzunguko unafunguliwa kwa sasa kubwa ya kutosha, cheche au arc inaweza kutokea).
Koili inductance -screw,ond au coil ya helical iliyofanywa kwa maboksi yaliyovingirishwa kondakta, ambayo ina maana inductance kwa kiwango cha chini vyombo na ndogo upinzani hai. Mfumo kama huo una uwezo wa kukusanya sumaku nishati wakati wa kuvuja mkondo wa umeme.
Kifaa
Ili kuongeza inductance, cores alifanya ya ferromagnetic vifaa: chuma cha umeme, permalloy, chuma cha kaboni, feri. Cores pia hutumiwa kubadili inductance ya coils ndani ya mipaka ndogo.
Tabia za inductor
Inductor ndani mzunguko wa umeme inaendesha vizuri D.C. na wakati huo huo kupinga mkondo wa kubadilisha, tangu wakati mabadiliko ya sasa katika coil, Kujifanya emf kuzuia mabadiliko haya.
Inductor ina mwitikio thamani ambayo ni sawa na: , iko wapi inductance ya coil, - mzunguko wa mzunguko mkondo wa mtiririko. Ipasavyo, kuliko masafa ya juu sasa inapita kupitia coil, upinzani wake mkubwa zaidi.
Wakati sasa inapita, coil huhifadhi nishati sawa na kazi ambayo lazima ifanyike ili kuanzisha sasa ya sasa. Ukubwa wa nishati hii ni sawa na
Wakati mabadiliko ya sasa katika coil, emf binafsi inductive hutokea, thamani ambayo ni
Tabia za Inductor
] Inductance
Kigezo kuu cha inductor ni yake inductance , ambayo huamua ni thread gani shamba la sumaku itaundwa na coil wakati sasa ya 1 ampere inapita ndani yake. Thamani za kawaida za inductances za koili huanzia sehemu ya kumi ya µH hadi makumi Gn .
Uingizaji wa solenoid
Toroid inductance
Uingizaji wa coil ni sawia na vipimo vya mstari wa coil, upenyezaji wa sumaku msingi na mraba wa idadi ya zamu za vilima. inductance ya jeraha coil juu toroidal msingi
μ 0 - magnetic mara kwa mara
μ i -upenyezaji wa sumaku nyenzo za msingi (kulingana na frequency)
s e- eneo la sehemu ya msingi
l e- urefu wa mstari wa kati
N- idadi ya zamu
Katika uunganisho wa serial coils, inductance jumla ni sawa na jumla ya inductances ya coil zote kushikamana.
Katika uunganisho sambamba coils jumla inductance ni sawa na
Upinzani wa hasara
Upotevu wa waya
Upotezaji wa waya husababishwa na sababu tatu:
Kwanza, waya za vilima zina upinzani wa ohmic (kazi).
Pili, upinzani wa waya wa vilima kwa kubadilisha sasa huongezeka kwa kuongezeka kwa mzunguko, ambayo ni kutokana na athari ya ngozi, kiini ambacho ni kwamba sasa haina mtiririko kupitia sehemu nzima ya kondakta, lakini kupitia sehemu ya annular ya sehemu ya msalaba.
Tatu, katika waya za vilima, zilizosokotwa ndani ya ond, athari ya ukaribu inaonekana, kiini chake ni uhamishaji wa sasa chini ya ushawishi. mikondo ya eddy na uwanja wa sumaku kwa pembezoni mwa waya iliyo karibu na sura, kama matokeo ambayo sehemu ya msalaba ambayo mkondo wa sasa unakuwa umbo la mpevu, ambayo husababisha kuongezeka kwa upinzani wa waya.
Hasara za dielectric
Hasara ya msingi
Hasara kuu ni pamoja na hasara za sasa za eddy, hysteresis na hasara za awali.
Kupoteza Skrini
Hasara za skrini husababishwa na mkondo unaotiririka kupitia koili na kusukuma mkondo kwenye skrini.
Kipengele cha ubora
Tabia nyingine inahusiana sana na upinzani wa hasara - kipengele cha ubora. Sababu ya ubora wa inductor huamua uwiano kati ya kazi na majibu ya coil. Sababu ya ubora ni
Katika mazoezi, kipengele cha ubora kinatoka 30 hadi 200. Kuongezeka kwa kipengele cha ubora kinapatikana chaguo mojawapo kipenyo cha waya, kuongeza saizi ya indukta na kutumia cores zilizo na upenyezaji wa juu wa sumaku na upotezaji mdogo, vilima vya aina ya "ulimwengu", kwa kutumia waya ulio na fedha, kwa kutumia waya uliopigwa wa aina ya "ulimwengu". Waya wa Litz».
Mgawo wa joto wa inductance (TCI)
TCI ni kigezo kinachoonyesha utegemezi wa inductance ya coil kwenye joto.
Ukosefu wa joto la inductance husababishwa na mambo kadhaa: inapokanzwa, urefu na kipenyo cha waya wa vilima huongezeka, urefu na kipenyo cha sura huongezeka, kwa sababu ambayo lami na kipenyo cha zamu hubadilika; Kwa kuongeza, wakati hali ya joto inabadilika, mara kwa mara ya dielectric ya nyenzo za sura hubadilika, ambayo husababisha mabadiliko katika uwezo wa coil mwenyewe.
Aina za inductors
Inductors za kitanzi
Coils hizi hutumiwa kwa kushirikiana na capacitors kupata mizunguko ya resonant. Lazima wawe na utulivu wa juu, usahihi na kipengele cha ubora.
Koili
Vipu vile hutumiwa kutoa ushirikiano wa inductive kati ya nyaya za mtu binafsi na cascades. Uunganisho huu unakuwezesha kutenganisha nyaya kwa sasa moja kwa moja misingi Na mtoza nk Coils vile si chini ya mahitaji kali kwa sababu ya ubora na usahihi, hivyo hufanywa kwa waya nyembamba kwa namna ya windings mbili za vipimo vidogo. Vigezo kuu vya coil hizi ni inductance na mgawo wa kuunganisha.
Vipimo
Hizi ni coil ambazo inductance inaweza kubadilishwa wakati wa operesheni ili kupanga upya nyaya za oscillatory. Wao hujumuisha coil mbili zilizounganishwa katika mfululizo. Moja ya coils ni stationary (stator), nyingine iko ndani ya kwanza na inazunguka (rotor). Wakati nafasi ya rotor kuhusiana na mabadiliko ya stator, thamani ya inductance kuheshimiana mabadiliko, na hivyo inductance ya variometer. Mfumo kama huo hukuruhusu kubadilisha inductance kwa mara 4-5. Katika ferrovariometers, inductance inabadilishwa kwa kusonga msingi wa ferromagnetic.
Chokes
Hizi ni inductors na upinzani wa juu kwa kubadilisha sasa na upinzani mdogo kwa sasa moja kwa moja. Kawaida hujumuishwa katika mizunguko ya usambazaji wa nguvu ya vifaa vya kukuza. Imeundwa kulinda vifaa vya umeme kutoka kwa mawimbi ya masafa ya juu. Washa masafa ya chini hutumiwa katika vichungi vya usambazaji wa nguvu na kwa kawaida huwa na cores za chuma au ferrite.
Twin kaba
Mapacha mapacha
inductors mbili za kukabiliana na jeraha zinazotumiwa katika vichujio vya nguvu. Kutokana na kukabiliana na vilima na uingizaji wa pande zote ufanisi zaidi kwa sawa vipimo vya jumla. Choki pacha hutumiwa sana kama vichungi vya pembejeo kwa vifaa vya nguvu; katika vichungi vya ishara tofauti za mistari ya dijiti, na vile vile katika teknolojia ya sauti.
Maombi ya inductors
Antenna ya kitanzi
Kitanzi cha induction
Inductors (pamoja na capacitors na/au vipingamizi) hutumiwa kujenga mizunguko mbalimbali yenye mali zinazotegemea mzunguko, hasa filters, nyaya maoni,nyaya za oscillatory Nakadhalika..
Inductors hutumiwa ndani vidhibiti vya mapigo kama kipengele kinachohifadhi nishati na kubadilisha viwango vya voltage.
Koili mbili au zaidi zilizounganishwa kwa kufata hutengeneza transfoma.
Inductor, inayoendeshwa mapigo ya sasa kutoka kubadili transistor, wakati mwingine hutumiwa kama chanzo cha juu-voltage cha nguvu ya chini katika mizunguko ya chini ya sasa, wakati wa kuunda voltage tofauti ya usambazaji wa juu katika usambazaji wa umeme haiwezekani au haiwezekani kiuchumi. Katika kesi hiyo, juu ya coil kutokana na kujiingiza kuongezeka kwa voltage ya juu hutokea, ambayo inaweza kutumika katika mzunguko, kwa mfano, kwa kurekebisha na kulainisha.
Coils pia hutumiwa kama sumaku-umeme.
Coils hutumiwa kama chanzo cha nishati kwa msisimko plasma iliyounganishwa kwa kufata.
Kwa mawasiliano ya redio - utoaji na mapokezi mawimbi ya sumakuumeme(antenna ya sumaku, antenna ya pete).
Kwa ajili ya kupokanzwa vifaa vya conductive umeme katika tanuu za induction.
Vipi sensor harakati: mabadiliko katika inductance ya coil inaweza kuwa mbalimbali juu ya mbalimbali kwa kusonga (kuvuta nje) msingi.
Inductor hutumiwa katika sensorer za uwanja wa sumaku kwa kufata. Magnetometers ya induction zilitengenezwa na kutumika sana nyakati Vita vya Pili vya Dunia.
Ikiwa utafikiria kwa uangalifu, basi huwezi kuhesabu kila aina ya programu kwa kitu kinachoonekana kuwa rahisi kama kichochezi. Katika makala moja tutakumbuka chache tu kati yao. Wakati huo huo, werevu na vipaji vya binadamu havichoshi kujieleza kwa ubunifu, kubuni na kutengeneza vifaa na mbinu mpya zaidi na zaidi kulingana na .
Inaweza kuonekana kuwa ni nini kinachoweza kujengwa hapa? Coil rahisi ya waya, labda msingi wa sura fulani, na sasa inapita kupitia waya kwa fomu ya mara kwa mara, inayobadilishana au iliyopigwa. Wakati huo huo, bila inductors, uhandisi wote wa kisasa wa umeme haungeweza kuwepo. Hebu tuangalie kwa karibu.
Vinyanyua mizigo kwa njia ya viosha vya sumakuumeme vimetumika kote ulimwenguni kwa miaka mingi kwa kupakia taka za ferromagnetic. Kulisha ndani ya vilima vya kufanya kazi nguvu ya umeme kwa kW 18, zaidi ya tani 2 za chuma zinaweza kushikiliwa na kupakiwa kwa wakati mmoja, wakati nguvu ya kubomoa iliyotengenezwa kwa nguvu fulani inazidi tani 25.
Sumaku-umeme yenye kipenyo cha kama mita 1.5 imefungwa tu kwenye ndoano ya crane, inayoendeshwa, kama sheria, na voltage ya awamu tatu, na unaweza kupakia haraka vifaa vya ferromagnetic au baadhi ya bidhaa za chuma. Vilima vya sehemu za inductors kadhaa hupokea sasa, magnetizing msingi uliofanywa na alloy maalum, na kwa upande wake huvutia, sema, chuma chakavu ambacho kinahitaji kupakiwa kwenye magari.
Ikiwa unahitaji kuwasha na kuzima nguvu ya mzunguko fulani wa umeme mara kwa mara, kana kwamba unabonyeza kitufe cha swichi ya mitambo, wakati wa kusakinisha kitufe cha semiconductor haifai, na swichi ya mitambo au swichi ya kugeuza sio rahisi au ya uzuri. kupendeza?
Wacha tuseme unahitaji tu kugusa sensor kwa kidole chako, na matokeo yanapaswa kuwa mchakato wa kuunganishwa na (au kukatwa kutoka) mtandao. mzigo wenye nguvu, kama vile taa au motor. Wanakuja kusaidia. Shukrani kwa relay, unaweza kuondoa vitufe vikubwa vya kubadili; mzunguko wa elektroniki, kazi ambayo ni kusambaza nguvu kwa coil ya relay au kuondoa nguvu kutoka kwake. Upepo wa relay ni vilima vya sumaku-umeme (tena inductor), ambayo huvutia mawasiliano ya kubeba spring ambayo hufanya kama kubadili mitambo.
Ili kubadilisha voltage mbadala na ya sasa ya thamani sawa kuwa AC voltage na mkondo wa ukubwa tofauti, tumia. Vilima vya msingi na vya sekondari vya transformer, vilivyowekwa kwenye msingi wa ferromagnetic, ni inductors.
Upepo wa msingi, wakati wa kubadilisha sasa unapita kupitia waya wake, huunda flux ya sumaku inayobadilika kwa kiasi cha msingi, ambayo hupenya zamu ya vilima vya sekondari, na kushawishi EMF ndani yake, na kuunda voltage katika vilima vya sekondari. Transfoma huongeza voltage ya mitambo ya nguvu na kuzisambaza kwa njia za umeme, na kisha kupunguza voltage kutoka kwa mistari ya umeme na kuisambaza kwa nyumba zetu.
Ikiwa hapangekuwa na transfoma (inductors zinazofanya kazi ya vilima vya msingi na vya sekondari), hakutakuwa na usambazaji au usambazaji wa umeme. Bila kutaja vibadilishaji otomatiki vya maabara, kulehemu transfoma, transfoma kwenye ferrite in vitalu vya mapigo usambazaji wa umeme, na bila shaka hakutakuwa na mazungumzo ya coils yoyote ya kuwasha kwenye magari, lakini coil za kuwasha pia ni maalum, lakini ni transfoma, ambayo ni, coil za inductance tena.
Ili kubadilisha umeme kuwa vyanzo vya pulsed Kwa usambazaji wa umeme, inductors maalum hutumiwa - chokes. Kazi ya coil vile ni kwanza kukusanya nishati kwa namna ya shamba la magnetic katika msingi, kuhifadhi huko, na kisha kutolewa kwa mzigo. Ikiwa transformer inabadilisha umeme kwa wakati mmoja, basi inductor kwanza hupokea nishati, kisha huifungua.
Mchakato wa kubadilisha umeme kwenye inductor umegawanywa kwa wakati. Hata hivyo, hapa tena ni matumizi ya inductor, mali yake kuu. Pulse ya sasa inatumika kwa upepo wa inductor; Kisha pigo la sasa halifanyi kazi tena, lakini mzigo umeunganishwa na inductor, na sasa inductor inakimbia kupitia mzigo, lakini kwa voltage tofauti, kulingana na sifa za muda wa mzunguko wa kudhibiti kubadilisha fedha. Kwa hivyo inductor iko karibu sana, kwa mfano katika taa za kuokoa nishati, inafanya kazi kwa kushirikiana na swichi za semiconductor.
Tanuri za induction na cookers induction
Inductor ni coil yenye msingi. Lakini vipi ikiwa, kama msingi, ndani ya coil, katika uwanja wake wa hatua, tutaanzisha aina fulani ya nyenzo za ferromagnetic ambazo zinahitaji kuwashwa na mikondo ya eddy? Hivi ndivyo tanuru za induction zinavyofanya kazi. Koili ya hita ya induction hufanya kama kichochezi cha sehemu ya kazi ya ferromagnetic, ikichochea mikondo ya eddy ndani yake. masafa ya juu, na kusababisha inapokanzwa kwa workpiece hadi kuyeyuka.
Jiko la induction hufanya kazi kwa njia sawa. Sehemu ya chini ya cookware huwashwa na mkondo wa eddy, kama msingi wa coil ya kufata neno, ambayo upepo wake umefichwa ndani ya paneli ya jiko la induction. Kwa njia, coils ya induction pia hutumiwa katika nyaya za nguvu za cookers induction - katika jukumu la transfoma ya mapigo na throttles.
Inductor ina mali ya kuzuia mabadiliko ya sasa, inaonyesha aina ya inertia ya sumakuumeme, na kusababisha sasa kuonekana kuvuja kupitia yenyewe, kwa sababu wakati sasa inakua kupitia coil, uwanja wa sumaku unaounda hauwezi kubadilika mara moja. mabadiliko inachukua muda, inductor inaonekana kupunguza kasi na uwanja wake wa magnetic mabadiliko ya sasa katika waya yake mwenyewe.
Mali hii - kuzuia mabadiliko ya sasa - hutumiwa katika vichungi vya RFI vya kufata. Kwa mkondo wa moja kwa moja coil sio upinzani, isipokuwa upinzani wa waya wake unajitokeza upinzani hai, lakini kwa kubadilisha sasa na high-frequency sasa (ambayo ni, kwa mfano, kuingiliwa kwa kubadili) - coil itakuwa kikwazo. Hivi ndivyo vichujio kulingana na inductors hulinda mitandao na mizunguko kutokana na kuingiliwa.
Kama sehemu ya mzunguko wa oscillatory
Mzunguko wa oscillatory ni coil, hasa inductor (yenye msingi), iliyounganishwa na capacitor. Mzunguko wa oscillatory kama vile kawaida hutumika kama mfumo wa oscillating. Ina mzunguko wake wa resonant, na kwa hiyo inaweza kufanya kama kipengele kikuu cha kuzalisha au kupokea oscillations ya mzunguko fulani, kwa mfano katika mawasiliano ya redio.
Kwa njia, hita za induction mara nyingi huwa na inductor iliyounganishwa kwa sambamba na capacitor katika hali hiyo, coil ya inductor pia sehemu muhimu mzunguko wa oscillatory. Kwa kuongezea, mzunguko wa resonant yenyewe unaweza kufanya kama kichungi - kupitisha na kukuza mikondo ya masafa karibu na masafa yake ya resonant, na kukandamiza masafa mbali nayo. Katika wapokeaji wa redio, antena za ferrite pia ni sehemu ya mzunguko wa oscillatory unaoweza kusomeka.
Rotors na stators ya motors na jenereta
Katika motors na jenereta, stator na rotor ni inductors iliyopita. Rotor iliyo na vilima vya msisimko na vipande vya pole - ni nini sio inductor?
Stator ya jenereta sawa ina awamu ya tatu vilima- Hii ni aina ya muundo wa inductor. Hata motor asynchronous- na ina vilima vya stator, ambayo inaweza pia kuitwa inductor. Zaidi ya hayo, inductances ya coil hizi za stator huzingatiwa kama vile wakati wa kuchagua capacitors kufanya kazi, kwa mfano wakati. motor awamu tatu lazima ibadilishwe kwa nguvu kutoka kwa mzunguko wa awamu moja.
Sensorer za kuhama na nafasi
Vihisi vya uhamishaji kwa kufata na nafasi ni viingilizi vilivyo na core zilizobadilishwa. Sehemu ya umbo la sahani ya msingi wa coil, inapohamishwa, inabadilisha inductance ya coil, na vigezo vya mzunguko wa mabadiliko ya mzunguko kutokana na mabadiliko ya inductance. Hivi ndivyo uwepo wa kitu kwenye uwanja wa kitendo cha sensor hugunduliwa. Au msingi wa umbo la fimbo ya silinda unaweza kusogea kadri kitu kinachohusishwa nacho kinavyosogea, na taarifa kuhusu nafasi ya kitu husomwa kutoka kwa vigezo vya marudio vinavyohusishwa na uingizaji wa kutofautiana wa coil ambayo msingi wake unasonga.
Mwelekeo wa boriti katika CRT
Katika baadhi ya wachunguzi wa tube ya cathode ray, mkondo wa chembe za kushtakiwa huelekezwa na kupotoshwa na coil maalum za kupotoka. Mizunguko ya inductance ya mfumo wa mchepuko huwekwa kwenye msingi wa ferrite wenye umbo maalum ambamo bomba la cathode-ray. Kwa kurekebisha sasa katika vilima, mzunguko hubadilisha vigezo vya uwanja wa sumaku wa jumla wa coils zote za mfumo, kama matokeo ambayo boriti huunda njia maalum ya kupiga eneo lililohesabiwa kwa usahihi kwenye skrini.
Electrovalve, kufuli ya umeme, relay ya solenoid
Kama sumaku inayovutia vitu vya chuma, coil ina uwezo wa kuvutia msingi wa ferromagnetic wa umbo moja au jingine. Baadhi ya kufuli za umeme, valves za solenoid na, kwa mfano, relay ya retractor ya starter ya gari hufanya kazi takriban juu ya kanuni hii, kusonga bendix na kuiweka katika nafasi ya uendeshaji kwa muda hadi injini ianze. Reel yenye nguvu kwanza huvuta silaha na kisha kuishikilia. Wakati sasa imezimwa, bendix inarudi mahali pake na chemchemi.
Mizinga ya kufungwa kwa plasma ya magnetic
Tokamaks ni mitambo ya muunganisho wa thermonuclear ambamo plasma huwekwa kwa kuunda uwanja wa sumaku kuizunguka ili plasma isogee tu kwenye safu za nguvu, lakini haiwezi kutoroka na kuvuruga mchakato. Ndani ya usanidi fulani wa coils superconducting, katika sana kesi rahisi- iliyopigwa kwenye mduara kwenye torus, plasma inaweza kuzunguka karibu milele. Kama unaweza kuona, inductors pia wamepata njia yao ndani ya tokamaks - vyumba vya toroidal na coil za sumaku. Jina la ufungaji linajieleza yenyewe.
Akizungumzia inductors, mtu hawezi kusaidia lakini kukumbuka coil ya hadithi ya Tesla (au transformer resonant). KATIKA kwa kesi hii inductor hufanya kazi kama kibadilishaji na kama a mzunguko wa oscillatory, Na Jinsi kupokea antenna na chombo wazi. Hakuna capacitor sambamba na coil resonating, kama katika heater induction, lakini kuna capacitance upweke katika mfumo wa toroid.
Kila coil, pamoja na parameter ya "inductance", pia ina capacitance na yake mwenyewe wimbi la impedance. Vigezo hivi vyote vinazingatiwa wakati wa kuanzisha. Inaweza kuonekana kuwa kigeuzi tu kilicho na msingi na toroid juu, iliyoletwa kwenye resonance yake mwenyewe. Lakini jinsi inavyovutia!
Karibu kila mtu kwenye tovuti yetu!
Tunaendelea kusoma umeme tangu mwanzo, yaani, kutoka kwa misingi, na mada ya makala ya leo itakuwa kanuni ya uendeshaji na sifa kuu za inductors. Kuangalia mbele, nitasema kwamba kwanza tutajadili vipengele vya kinadharia, na tutatoa nakala kadhaa za wakati ujao kabisa kuzingatia anuwai michoro ya umeme, ambayo hutumia inductors, pamoja na vipengele ambavyo tulijifunza mapema katika kozi yetu - na.
Muundo na kanuni ya uendeshaji wa inductor.
Kama ilivyo wazi kutoka kwa jina la kitu hicho, inductor, kwanza kabisa, ni coil tu :), ambayo ni. idadi kubwa ya zamu ya conductor maboksi. Aidha, uwepo wa insulation ni hali muhimu zaidi– zamu ya coil haipaswi kuwa mfupi-circuited na kila mmoja. Mara nyingi, zamu hujeruhiwa kwenye sura ya silinda au toroidal:
Tabia muhimu zaidi inductors ni, kwa kawaida, inductance, vinginevyo kwa nini itapewa jina hilo :) Inductance ni uwezo wa kubadilisha nishati ya shamba la umeme katika nishati ya shamba la magnetic. Mali hii ya coil ni kutokana na ukweli kwamba wakati sasa inapita kupitia conductor, shamba la magnetic linaonekana karibu nayo:
Na hii ndio uwanja wa sumaku unaoonekana wakati sasa unapita kwenye coil inaonekana kama:
Kwa ujumla, kwa kusema madhubuti, kipengele chochote katika mzunguko wa umeme kina inductance, hata kipande cha waya cha kawaida. Lakini ukweli ni kwamba ukubwa wa inductance vile ni duni sana, tofauti na inductance ya coils. Kweli, ili kuashiria thamani hii, kitengo cha kipimo cha Henry (H) kinatumiwa. 1 Henry ni thamani kubwa sana, kwa hivyo µH (microhenry) na mH (milihenry) hutumiwa mara nyingi. Ukubwa inductance coils inaweza kuhesabiwa kwa kutumia formula ifuatayo:
Wacha tuone ni aina gani ya thamani iliyojumuishwa katika usemi huu:
Inafuata kutoka kwa formula kwamba idadi ya zamu au, kwa mfano, kipenyo (na, ipasavyo, eneo la sehemu ya msalaba) ya coil huongezeka, inductance itaongezeka. Na urefu unapoongezeka, hupungua. Kwa hivyo, zamu kwenye coil inapaswa kuwekwa karibu na kila mmoja iwezekanavyo, kwa kuwa hii itasababisha kupungua kwa urefu wa coil.
NA kifaa cha kuingiza Tumefikiria, ni wakati wa kuzingatia taratibu za kimwili zinazotokea katika kipengele hiki wakati mkondo wa umeme unapita. Ili kufanya hivyo, tutazingatia mizunguko miwili - kwa moja tutapita sasa moja kwa moja kupitia coil, na kwa nyingine - kubadilisha sasa :)
Kwa hiyo, kwanza kabisa, hebu tuone kile kinachotokea kwenye coil yenyewe wakati sasa inapita. Ikiwa sasa haibadilishi thamani yake, basi coil haina athari juu yake. Je, hii ina maana kwamba katika kesi ya sasa ya moja kwa moja matumizi ya inductors haipaswi kuzingatiwa? Lakini hapana :) Baada ya yote, sasa moja kwa moja inaweza kugeuka / kuzima, na ni wakati wa kubadili kwamba mambo yote ya kuvutia zaidi hutokea. Wacha tuangalie mzunguko:
Katika kesi hii, kupinga hufanya kama mzigo mahali pake kunaweza kuwa, kwa mfano, taa. Mbali na kupinga na inductance, mzunguko unajumuisha chanzo cha DC na kubadili ambayo tutafunga na kufungua mzunguko.
Ni nini hufanyika tunapofunga swichi?
Coil ya Sasa itaanza kubadilika, kwa kuwa wakati uliopita kwa wakati ulikuwa sawa na 0. Mabadiliko ya sasa yatasababisha mabadiliko katika flux ya magnetic ndani ya coil, ambayo, kwa upande wake, itasababisha tukio la emf ( nguvu ya umeme) kujiingiza, ambayo inaweza kuonyeshwa kama ifuatavyo:
Tukio la EMF litasababisha kuonekana kwa sasa iliyosababishwa katika coil, ambayo itapita kwa mwelekeo kinyume na mwelekeo wa sasa wa chanzo cha nguvu. Kwa hivyo, emf ya kujitegemea itazuia sasa kutoka kwa mtiririko kupitia coil (sasa iliyosababishwa itafuta mzunguko wa mzunguko kutokana na ukweli kwamba maelekezo yao ni kinyume). Hii ina maana kwamba wakati wa awali wa wakati (mara baada ya kufunga kubadili) sasa kwa njia ya coil itakuwa sawa na 0. Kwa wakati huu kwa wakati, EMF ya kujitegemea ni ya juu. Je, nini kitafuata? Kwa kuwa ukubwa wa EMF ni sawa sawa na kiwango cha mabadiliko ya sasa, itapungua hatua kwa hatua, na sasa, ipasavyo, kinyume chake, itaongezeka. Wacha tuangalie grafu zinazoonyesha kile tumejadili:
Katika grafu ya kwanza tunaona voltage ya pembejeo ya mzunguko- mzunguko umefunguliwa awali, lakini wakati kubadili imefungwa, thamani ya mara kwa mara inaonekana. Katika grafu ya pili tunaona mabadiliko ya sasa kupitia coil inductance. Mara baada ya kufunga kubadili, sasa haipo kutokana na tukio la EMF ya kujitegemea, na kisha huanza kuongezeka kwa hatua kwa hatua. Voltage kwenye coil, kinyume chake, iko kwenye kiwango cha juu wakati wa mwanzo wa wakati, na kisha hupungua. Grafu ya volti kwenye mzigo italandana kwa umbo (lakini si kwa ukubwa) na grafu ya sasa kupitia koili (kwa kuwa katika muunganisho wa mfululizo mkondo wa sasa unapita. vipengele tofauti minyororo ni sawa). Kwa hivyo, ikiwa tunatumia taa kama mzigo, hazitawaka mara baada ya kufunga kubadili, lakini kwa kuchelewa kidogo (kulingana na grafu ya sasa).
Mchakato sawa wa muda mfupi katika mzunguko utazingatiwa wakati ufunguo unafunguliwa. Emf ya kujiingiza itatokea kwenye inductor, lakini sasa iliyosababishwa katika tukio la mzunguko wazi itaelekezwa kwa mwelekeo sawa na wa sasa katika mzunguko, na sio kinyume chake, kwa hiyo nishati iliyohifadhiwa ya inductor. itatumika kudumisha sasa katika mzunguko:
Baada ya kufungua ufunguo, emf ya kujitegemea hutokea, ambayo inazuia sasa kwa njia ya coil kutoka kupungua, hivyo sasa hufikia. thamani ya sifuri si mara moja, lakini baada ya muda fulani. Voltage katika coil ni sawa katika sura na kesi ya kufunga kubadili, lakini kinyume katika ishara. Hii ni kutokana na ukweli kwamba mabadiliko ya sasa, na ipasavyo emf binafsi inductive katika kesi ya kwanza na ya pili, ni kinyume katika ishara (katika kesi ya kwanza, kuongezeka kwa sasa, na kwa pili inapungua).
Kwa njia, nilisema kwamba ukubwa wa EMF ya kujiingiza ni sawa sawa na kiwango cha mabadiliko ya sasa, hivyo mgawo wa uwiano sio zaidi ya inductance ya coil:
Hii inahitimishwa na viingilizi katika mizunguko ya DC na kuendelea hadi Mizunguko ya AC.
Fikiria mzunguko ambao sasa mbadala hutolewa kwa indukta:
Wacha tuangalie utegemezi wa emf ya sasa na ya kujiingiza kwa wakati, halafu tutagundua ni kwanini zinaonekana kama hii:
Kama ambavyo tayari tumegundua Kujifanya emf tunayo ishara ya uwiano na kinyume ya kiwango cha mabadiliko ya sasa:
Kweli, grafu inatuonyesha utegemezi huu :) Jionee mwenyewe - kati ya pointi 1 na 2 mabadiliko ya sasa, na karibu na hatua ya 2, mabadiliko madogo, na kwa hatua ya 2 kwa muda mfupi sasa haibadilika. maana yake yote. Ipasavyo, kiwango cha mabadiliko ya sasa ni cha juu katika hatua ya 1 na hupungua vizuri inapokaribia hatua ya 2, na katika hatua ya 2 ni sawa na 0, ambayo ndio tunaona katika grafu ya emf inayojitegemea. Zaidi ya hayo, kwa muda wote wa 1-2, ongezeko la sasa, ambalo linamaanisha kiwango cha mabadiliko yake ni chanya, na kwa hiyo EMF katika muda huu wote, kinyume chake, inachukua maadili mabaya.
Vile vile, kati ya pointi 2 na 3 - sasa hupungua - kiwango cha mabadiliko ya sasa ni hasi na huongezeka - emf binafsi induction huongezeka na ni chanya. Sitaelezea sehemu zilizobaki za grafu - michakato yote hapo inaendelea kulingana na kanuni sawa :)
Kwa kuongeza, grafu inaonyesha sana hatua muhimu- kwa kuongezeka kwa sasa (sehemu ya 1-2 na 3-4), emf ya kujiingiza na ya sasa ina ishara tofauti(sehemu ya 1-2: , title="Imetolewa na QuickLaTeX.com" height="12" width="39" style="vertical-align: 0px;">, участок 3-4: title="Imetolewa na QuickLaTeX.com" height="12" width="41" style="vertical-align: 0px;">, ). Таким образом, ЭДС самоиндукции препятствует возрастанию тока (индукционные токи направлены “навстречу” току источника). А на участках 2-3 и 4-5 все наоборот – ток убывает, а ЭДС препятствует убыванию тока (поскольку индукционные токи будут направлены в ту же сторону, что и ток источника и будут частично компенсировать уменьшение тока). И в итоге мы приходим к очень !} ukweli wa kuvutia- inductor inapinga mkondo wa kubadilisha unaopita kupitia mzunguko. Hii inamaanisha kuwa ina ukinzani, ambao huitwa kufata neno au tendaji na huhesabiwa kama ifuatavyo:
Ambapo ni mzunguko wa mviringo:. -Hii.
Kwa hivyo, juu ya mzunguko wa sasa, upinzani mkubwa zaidi wa inductor utatoa kwake. Na ikiwa sasa ni mara kwa mara ( = 0), basi mwitikio coil ni sawa na 0, ipasavyo, haina athari kwa sasa inapita.
Wacha turudi kwenye grafu zetu ambazo tulitengeneza kwa kesi ya kutumia indukta kwenye mzunguko wa AC. Tumeamua emf ya kujitegemea induction ya coil, lakini voltage itakuwa nini? Kila kitu hapa ni rahisi sana :) Kulingana na sheria ya 2 ya Kirchhoff:
Na kwa hivyo:
Wacha tupange utegemezi wa sasa na voltage kwenye mzunguko kwa wakati kwenye grafu moja:
Kama unaweza kuona, sasa na voltage hubadilishwa kwa awamu () kuhusiana na kila mmoja, na hii ni moja ya mali muhimu zaidi ya mizunguko ya sasa ambayo inductor hutumiwa:
Wakati inductor imeunganishwa na mzunguko wa sasa unaobadilishana, mabadiliko ya awamu yanaonekana katika mzunguko kati ya voltage na sasa, na sasa kuwa nje ya awamu na voltage kwa robo ya kipindi.
Kwa hivyo tuligundua jinsi ya kuunganisha coil kwenye mzunguko wa AC :)
Hapa ndipo pengine tutamalizia makala ya leo; tayari imegeuka kuwa ndefu sana, kwa hivyo tutaendelea na mazungumzo yetu kuhusu inductors wakati ujao. Kwa hivyo tutakuona hivi karibuni, tutafurahi kukuona kwenye wavuti yetu!
