nieuws

Het werkingsprincipe van inductie is zeer abstract. Om uit te leggen wat inductie is, gaan we uit van het fysische basisverschijnsel.

1. Twee verschijnselen en één wet: door elektriciteit geïnduceerd magnetisme, door magnetisme geïnduceerde elektriciteit en de wet van Lenz

1.1 Elektromagnetisch fenomeen

Er is een experiment in de natuurkunde op de middelbare school: wanneer een kleine magnetische naald naast een geleider met stroom wordt geplaatst, buigt de richting van de kleine magnetische naald af, wat aangeeft dat er een magnetisch veld rond de stroom is. Dit fenomeen werd in 1820 ontdekt door de Deense natuurkundige Oersted.

Als we de geleider in een cirkel wikkelen, kunnen de magnetische velden die door elke cirkel van de geleider worden gegenereerd, elkaar overlappen en zal het algehele magnetische veld sterker worden, wat kleine objecten kan aantrekken. In de figuur wordt de spoel bekrachtigd met een stroom van 2~3A. Houd er rekening mee dat de geëmailleerde draad een nominale stroomlimiet heeft, anders zal deze smelten als gevolg van hoge temperaturen.

2. Magneto-elektriciteitsfenomeen

In 1831 ontdekte de Britse wetenschapper Faraday dat wanneer een deel van de geleider van een gesloten circuit beweegt om het magnetische veld te onderbreken, er elektriciteit op de geleider wordt opgewekt. De voorwaarde is dat het circuit en het magnetische veld zich in een relatief veranderende omgeving bevinden, daarom wordt dit 'dynamische' magneto-elektriciteit genoemd, en de gegenereerde stroom wordt geïnduceerde stroom genoemd.

We kunnen een experiment doen met een motor. In een gewone DC-borstelmotor is het statorgedeelte een permanente magneet en het rotorgedeelte een spoelgeleider. Het handmatig draaien van de rotor betekent dat de geleider beweegt om de magnetische krachtlijnen door te snijden. Door een oscilloscoop te gebruiken om de twee elektroden van de motor aan te sluiten, kan de spanningsverandering worden gemeten. De generator is gemaakt op basis van dit principe.

3. De wet van Lenz

De wet van Lenz: De richting van de geïnduceerde stroom die wordt gegenereerd door de verandering van de magnetische flux is de richting die tegengesteld is aan de verandering van de magnetische flux.

Een eenvoudig begrip van deze zin is: wanneer het magnetische veld (extern magnetisch veld) van de omgeving van de geleider sterker wordt, is het magnetische veld dat wordt gegenereerd door de geïnduceerde stroom tegengesteld aan het externe magnetische veld, waardoor het algehele totale magnetische veld zwakker wordt dan het externe magnetische veld. magnetisch veld. Wanneer het magnetische veld (extern magnetisch veld) van de omgeving van de geleider zwakker wordt, is het magnetische veld dat wordt gegenereerd door de geïnduceerde stroom tegengesteld aan het externe magnetische veld, waardoor het totale magnetische veld sterker wordt dan het externe magnetische veld.

De wet van Lenz kan worden gebruikt om de richting van de geïnduceerde stroom in het circuit te bepalen.

2. Spiraalvormige buisspoel – uitleggen hoe inductoren werken Laten we, met de kennis van de bovengenoemde twee verschijnselen en één wet, eens kijken hoe inductoren werken.

De eenvoudigste inductor is een spiraalvormige buisspoel:

Situatie tijdens het inschakelen

We snijden een klein deel van de spiraalbuis en zien twee spoelen, spoel A en spoel B:

Tijdens het inschakelproces is de situatie als volgt:

①Spoel A gaat door een stroom, ervan uitgaande dat de richting ervan is zoals aangegeven door de blauwe ononderbroken lijn, die de externe excitatiestroom wordt genoemd;
②Volgens het principe van elektromagnetisme genereert de externe excitatiestroom een ​​magnetisch veld dat zich in de omringende ruimte begint te verspreiden en spoel B bedekt, wat overeenkomt met spoel B die de magnetische krachtlijnen doorsnijdt, zoals weergegeven door de blauwe stippellijn;
③Volgens het principe van magneto-elektriciteit wordt een geïnduceerde stroom gegenereerd in spoel B, en de richting ervan is zoals weergegeven door de groene ononderbroken lijn, die tegengesteld is aan de externe excitatiestroom;
④Volgens de wet van Lenz moet het magnetische veld dat wordt gegenereerd door de geïnduceerde stroom het magnetische veld van de externe excitatiestroom tegenwerken, zoals weergegeven door de groene stippellijn;

De situatie na het inschakelen is stabiel (DC)

Nadat het inschakelen stabiel is, is de externe excitatiestroom van spoel A constant en is het magnetische veld dat deze genereert ook constant. Het magnetische veld heeft geen relatieve beweging met spoel B, dus er is geen magneto-elektriciteit en er is geen stroom weergegeven door de groene ononderbroken lijn. Op dit moment is de inductor gelijk aan een kortsluiting voor externe excitatie.

3. Kenmerken van inductie: stroom kan niet plotseling veranderen

Na te hebben begrepen hoe eeninductorwerkt, laten we eens kijken naar het belangrijkste kenmerk: de stroom in de inductor kan niet plotseling veranderen.

In de figuur is de horizontale as van de rechtercurve de tijd, en de verticale as de stroom op de inductor. Het moment waarop de schakelaar wordt gesloten, wordt als oorsprong van de tijd genomen.

Het blijkt dat: 1. Op het moment dat de schakelaar gesloten is, is de stroom op de inductor 0A, wat overeenkomt met een open circuit van de inductor. Dit komt omdat de momentane stroom scherp verandert, wat een enorme geïnduceerde stroom (groen) zal genereren om weerstand te bieden aan de externe excitatiestroom (blauw);

2. Tijdens het bereiken van een stabiele toestand verandert de stroom op de inductor exponentieel;

3. Na het bereiken van een stabiele toestand is de stroom op de inductor I=E/R, wat overeenkomt met het kortsluiten van de inductor;

4. Overeenkomend met de geïnduceerde stroom is de geïnduceerde elektromotorische kracht, die werkt om E tegen te gaan, daarom wordt deze Back-EMF (omgekeerde elektromotorische kracht) genoemd;

4. Wat is inductie precies?

Inductie wordt gebruikt om het vermogen van een apparaat om huidige veranderingen te weerstaan ​​te beschrijven. Hoe sterker het vermogen om huidige veranderingen te weerstaan, hoe groter de inductie, en omgekeerd.

Bij DC-excitatie bevindt de inductor zich uiteindelijk in een kortsluittoestand (spanning is 0). Tijdens het inschakelproces zijn de spanning en stroom echter niet 0, wat betekent dat er stroom is. Het proces van het accumuleren van deze energie wordt opladen genoemd. Het slaat deze energie op in de vorm van een magnetisch veld en geeft energie vrij wanneer dat nodig is (bijvoorbeeld wanneer externe excitatie de huidige omvang niet in een stabiele toestand kan houden).

Inductoren zijn traagheidsapparaten in het elektromagnetische veld. Traagheidsapparaten houden niet van veranderingen, net als vliegwielen in de dynamiek. In het begin is het moeilijk om ze te laten draaien, en als ze eenmaal beginnen te draaien, zijn ze moeilijk te stoppen. Het hele proces gaat gepaard met energieconversie.

Als u geïnteresseerd bent, bezoek dan de websitewww.tclmdcoils.com.