Selvinduksjon og gjensidig induksjon

EMF av selvinduksjon

En variabel strøm lager alltid en variabel magnetfelt, som igjen alltid forårsaker EMF... Med hver endring av strøm i spolen (eller generelt i ledningen), induserer den selv en EMF av selvinduksjon.

Når en emk i en spole induseres av en endring i dens egen magnetiske fluks, avhenger størrelsen på den emk av endringshastigheten til strømmen. Jo større endringshastigheten til strømmen er, desto større er EMF for selvinduksjonen.

Størrelsen på selvinduksjonens emf avhenger også av antall omdreininger av spolen, tettheten til deres vikling og størrelsen på spolen. Jo større diameteren på spolen er, antall omdreininger og viklingens tetthet, desto større er EMF for selvinduksjon. Denne avhengigheten av EMF for selvinduksjon av endringshastigheten til strømmen i spolen, antall svinger og dimensjoner er av stor betydning i elektroteknikk.

Retningen til selvinduksjonens emf bestemmes av Lenzs lov. Selvinduksjonens EMF har alltid en retning der den forhindrer en endring i strømmen som forårsaket den.

Med andre ord, reduksjonen av strømmen i spolen fører til utseendet til en EMF av selvinduksjon rettet i strømmens retning, dvs. forhindrer dens reduksjon. Motsatt, når strømmen øker i spolen, vises en EMF av selvinduksjon, rettet mot strømmen, det vil si forhindrer økningen.

Det bør ikke glemmes at hvis strømmen i spolen ikke endres, oppstår ingen EMF av selvinduksjon. Fenomenet med selvinduksjon er spesielt uttalt i en krets som inneholder en spole med en jernkjerne, siden jern øker den magnetiske fluksen til spolen betydelig og følgelig størrelsen på selvinduksjonens EMF når den endres.

Induktans

Så vi vet at størrelsen på selvinduksjons-EMF i spolen, i tillegg til endringshastigheten til strømmen i den, også avhenger av størrelsen på spolen og antall svinger.

Derfor er spoler med forskjellig utforming med samme hastighet for endring av strøm i stand til å selv-indusere emf av selv-induksjon av forskjellig størrelse.

For å skille spoler fra hverandre ved deres evne til å indusere EMF av selvinduksjon i seg selv, ble begrepet induktive spoler, eller selvinduksjonskoeffisient, introdusert.

Induktansen til spolen er en mengde som karakteriserer egenskapen til spolen til å indusere EMF av selvinduksjon av seg selv.

Induktansen til en gitt spole er en konstant verdi, uavhengig av både styrken til strømmen som går gjennom den og endringshastigheten.

Henry - dette er induktansen til en slik spole (eller ledning) der, når strømstyrken endres med 1 ampere på 1 sekund, oppstår en EMF av selvinduksjon på 1 volt.

I praksis trenger du noen ganger en spole (eller spole) som ikke har noen induktans. I dette tilfellet er ledningen viklet på en spole, etter å ha brettet den tidligere to ganger. Denne viklingsmetoden kalles bifilar.

EMF av gjensidig induksjon

Vi vet at EMF av induksjon i en spole kan forårsakes ikke ved å bevege elektromagneten i den, men ved å endre bare strømmen i spolen. Men hva, for å forårsake en EMF av induksjon i en spole på grunn av en endring i strøm i en annen, er det absolutt ikke nødvendig å sette en av dem i den andre, men du kan ordne dem ved siden av hverandre

Og i dette tilfellet, når strømmen i en spole endres, vil den resulterende vekslende magnetiske fluksen trenge inn (krysse) svingene til den andre spolen og forårsake EMF i den.

Gjensidig induksjon gjør det mulig å koble sammen forskjellige elektriske kretser ved hjelp av et magnetfelt. Denne forbindelsen kalles vanligvis en induktiv kobling.

Størrelsen på den gjensidige induksjons-emf avhenger først og fremst av hastigheten som strømmen i den første spolen endrer seg med... Jo raskere strømmen endres i den, desto større er EMF for den gjensidige induksjonen.

I tillegg avhenger størrelsen på den gjensidige induksjons-EMK av størrelsen på induktansen til de to spolene og deres relative posisjon, samt den magnetiske permeabiliteten til miljøet.

Derfor er spoler, som er forskjellige i deres induktans og gjensidige arrangement og i forskjellige miljøer, i stand til å indusere i hverandre, forskjellige i størrelse, gjensidig induksjons-EMF.

Å kunne skille mellom ulike par av spoler ved deres evne til gjensidig å indusere en EMF, begrepet gjensidig induktans eller gjensidig induksjonskoeffisient.

Gjensidig induktans er betegnet med bokstaven M. Enheten for dens måling, som induktans, er Henry.

En henry er en slik gjensidig induktans av to spoler at en strømendring i den ene spolen på 1 amp i 1 sekund forårsaker en emf av gjensidig induksjon lik 1 volt i den andre spolen.

Størrelsen på den gjensidige induksjons-EMK påvirkes av den magnetiske permeabiliteten til miljøet. Jo større den magnetiske permeabiliteten til mediet som den alternerende magnetiske fluksen som forbinder spolene er lukket gjennom, jo ​​sterkere er den induktive koblingen av spolene og jo større er EMF-verdien til den gjensidige induksjonen.

Arbeidet er basert på fenomenet gjensidig induksjon i en så viktig elektrisk enhet som en transformator.

Prinsippet for drift av transformatoren

Prinsippet for drift av transformatoren er basert på fenomenet elektromagnetisk induksjon og er som følger. To spoler er viklet på jernkjernen, en av dem er koblet til en vekselstrømkilde og den andre til en strømvask (motstand).

En spole koblet til en AC-kilde skaper en vekslende magnetisk fluks i kjernen, som induserer en EMF i den andre spolen.

Spolen som er koblet til AC-kilden kalles primær og spolen som forbrukeren er koblet til kalles sekundær. Men siden den vekslende magnetiske fluksen samtidig trenger inn i begge spolene, induseres en vekslende EMF i hver av dem.

Størrelsen på EMF for hver sving, som EMF for hele spolen, avhenger av størrelsen på den magnetiske fluksen som trenger inn i spolen og hastigheten på dens endring.Endringshastigheten til den magnetiske fluksen avhenger bare av frekvensen av likevekselstrøm for en gitt strøm. Størrelsen på den magnetiske fluksen er også konstant for denne transformatoren. Derfor, i den betraktede transformatoren, avhenger EMF i hver vikling bare av antall svinger i den.

Forholdet mellom primær og sekundær spenning er lik forholdet mellom antall omdreininger av primær- og sekundærviklingene. Dette forholdet kalles transformasjonsfaktor (K).

Hvis nettspenningen tilføres en av viklingene til transformatoren, vil spenningen fjernes fra den andre viklingen, som er større eller mindre enn nettspenningen så mange ganger som antall omdreininger til sekundærviklingen er mer eller mindre.

Hvis det fjernes en spenning fra sekundærviklingen som er større enn den som tilføres primærviklingen, kalles en slik transformator step-up. Tvert imot, hvis en spenning fjernes fra sekundærviklingen, mindre enn primærviklingen, kalles en slik transformator nedtrapping. Hver transformator kan brukes som opp- eller nedtrapping.

Transformasjonsforholdet er vanligvis angitt i passet til transformatoren som forholdet mellom den høyeste spenningen og den laveste, det vil si at den alltid er større enn én.