Materiālā mēs sapratīsim EML indukcijas jēdzienu tās rašanās situācijās. Mēs arī uzskatām, ka induktivitāte ir galvenais parametrs magnētiskās plūsmas rašanās gadījumā, kad vadītājā parādās elektriskais lauks.
Elektromagnētiskā indukcija ir elektriskās strāvas ģenerēšana magnētisko lauku ietekmē, kas laika gaitā mainās. Pateicoties Faradeja un Lenca atklājumiem, modeļi tika formulēti likumos, kas ieviesa simetriju elektromagnētisko plūsmu izpratnē. Maksvela teorija apvienoja zināšanas par elektrisko strāvu un magnētiskajām plūsmām. Pateicoties Hertz atklāšanai, cilvēce uzzināja par telekomunikācijām.
Saturs
magnētiskā plūsma
Ap vadītāju ar elektrisko strāvu parādās elektromagnētiskais lauks, tomēr paralēli notiek arī pretēja parādība - elektromagnētiskā indukcija.Apsveriet magnētisko plūsmu kā piemēru: ja vadītāja rāmis tiek novietots elektriskā laukā ar indukciju un pārvietots no augšas uz leju pa magnētiskā lauka līnijām vai pa labi vai pa kreisi perpendikulāri tām, tad magnētiskā plūsma, kas iet caur rāmi, būs nemainīgs.
Kad rāmis griežas ap savu asi, tad pēc kāda laika magnētiskā plūsma mainīsies par noteiktu daudzumu. Rezultātā kadrā parādās indukcijas EML un parādās elektriskā strāva, ko sauc par indukciju.
EML indukcija
Ļaujiet mums sīkāk izpētīt, kas ir indukcijas EML jēdziens. Kad vadītājs tiek novietots magnētiskajā laukā un tas pārvietojas ar lauka līniju krustpunktu, vadītājā parādās elektromotora spēks, ko sauc par indukcijas EMF. Tas notiek arī tad, ja vadītājs paliek nekustīgs, un magnētiskais lauks pārvietojas un krustojas ar vadītāja spēka līnijām.
Kad vadītājs, kurā notiek emf, aizveras ārējai ķēdei, šī emf klātbūtnes dēļ caur ķēdi sāk plūst indukcijas strāva. Elektromagnētiskā indukcija ietver EML indukcijas fenomenu vadītājā brīdī, kad to šķērso magnētiskā lauka līnijas.
Elektromagnētiskā indukcija ir apgriezts process, kurā mehāniskā enerģija tiek pārveidota par elektrisko strāvu. Šo koncepciju un tās likumus plaši izmanto elektrotehnikā, lielākā daļa elektrisko mašīnu ir balstītas uz šo parādību.
Faradeja un Lenca likumi
Faradeja un Lenca likumi atspoguļo elektromagnētiskās indukcijas rašanās modeļus.
Faradejs atklāja, ka magnētiskie efekti parādās magnētiskās plūsmas izmaiņu rezultātā laika gaitā.Brīdī, kad vadītājs tiek šķērsots ar mainīgu magnētisko strāvu, tajā rodas elektromotora spēks, kas izraisa elektriskās strāvas parādīšanos. Gan pastāvīgais magnēts, gan elektromagnēts var radīt strāvu.
Zinātnieks noteica, ka strāvas intensitāte palielinās, strauji mainoties spēka līniju skaitam, kas šķērso ķēdi. Tas ir, elektromagnētiskās indukcijas EML ir tieši proporcionāls magnētiskās plūsmas ātrumam.
Saskaņā ar Faradeja likumu indukcijas EML formulas ir definētas šādi:
E \u003d - dF / dt.
Mīnusa zīme norāda saistību starp izraisītā EML polaritāti, plūsmas virzienu un mainīgo ātrumu.
Saskaņā ar Lenca likumu ir iespējams raksturot elektromotora spēku atkarībā no tā virziena. Jebkuras izmaiņas magnētiskajā plūsmā spolē izraisa indukcijas EML parādīšanos, un ar straujām izmaiņām tiek novērots pieaugošs EML.
Ja spolei, kur ir indukcijas EML, ir īssavienojums ar ārējo ķēdi, tad caur to plūst indukcijas strāva, kā rezultātā ap vadītāju parādās magnētiskais lauks un spole iegūst solenoīda īpašības. . Rezultātā ap spoli veidojas magnētiskais lauks.
E.Kh. Lencs izveidoja modeli, saskaņā ar kuru tiek noteikts indukcijas strāvas virziens spolē un indukcijas EMF. Likums nosaka, ka indukcijas EMF spolē, mainoties magnētiskajai plūsmai, veido spolē virziena strāvu, kurā dotā spoles magnētiskā plūsma ļauj izvairīties no ārējās magnētiskās plūsmas izmaiņām.
Lenca likums attiecas uz visām elektriskās strāvas indukcijas situācijām vadītājos neatkarīgi no to konfigurācijas un ārējā magnētiskā lauka maiņas metodes.
Vada kustība magnētiskajā laukā
Inducētās EML vērtību nosaka atkarībā no vadītāja garuma, ko šķērso spēka lauka līnijas. Ar lielāku lauka līniju skaitu inducētās emf vērtība palielinās. Palielinoties magnētiskajam laukam un indukcijai, vadītājā rodas lielāka EML vērtība. Tādējādi indukcijas EML vērtība vadītājā, kas pārvietojas magnētiskajā laukā, ir tieši atkarīga no magnētiskā lauka indukcijas, vadītāja garuma un tā kustības ātruma.
Šī atkarība ir atspoguļota formulā E = Blv, kur E ir indukcijas emf; B ir magnētiskās indukcijas vērtība; I ir diriģenta garums; v ir tā kustības ātrums.
Ņemiet vērā, ka vadītājā, kas pārvietojas magnētiskajā laukā, indukcijas EMF parādās tikai tad, kad tas šķērso magnētiskā lauka līnijas. Ja vadītājs pārvietojas pa spēka līnijām, tad EML netiek izraisīts. Šī iemesla dēļ formula ir piemērojama tikai gadījumos, kad vadītāja kustība ir vērsta perpendikulāri spēka līnijām.
Inducētās EML un elektriskās strāvas virzienu vadītājā nosaka paša vadītāja kustības virziens. Lai noteiktu virzienu, ir izstrādāts labās rokas likums. Ja turat labās rokas plaukstu tā, lai lauka līnijas ieietu tās virzienā, un īkšķis norāda vadītāja kustības virzienu, tad pārējie četri pirksti norāda inducētās emf virzienu un elektriskās strāvas virzienu. diriģentā.
Rotējoša spole
Elektriskās strāvas ģeneratora darbības pamatā ir spoles griešanās magnētiskajā plūsmā, kur ir noteikts apgriezienu skaits. EML tiek inducēts elektriskajā ķēdē vienmēr, kad to šķērso magnētiskā plūsma, pamatojoties uz magnētiskās plūsmas formulu Ф \u003d B x S x cos α (magnētiskā indukcija, kas reizināta ar virsmas laukumu, caur kuru iet magnētiskā plūsma, un kosinusu no leņķa, ko veido virziena vektors un perpendikulārās plaknes līnijas).
Saskaņā ar formulu F ietekmē situāciju izmaiņas:
- mainoties magnētiskajai plūsmai, mainās virziena vektors;
- mainās kontūrā ietvertā platība;
- leņķa izmaiņas.
Ir atļauts inducēt EML ar stacionāru magnētu vai pastāvīgu strāvu, bet vienkārši spolei rotējot ap savu asi magnētiskajā laukā. Šajā gadījumā magnētiskā plūsma mainās, mainoties leņķim. Spole rotācijas procesā šķērso magnētiskās plūsmas spēka līnijas, kā rezultātā parādās EML. Ar vienmērīgu rotāciju notiek periodiskas magnētiskās plūsmas izmaiņas. Arī lauka līniju skaits, kas šķērso katru sekundi, kļūst vienāds ar vērtībām ar regulāriem intervāliem.
Praksē maiņstrāvas ģeneratoros spole paliek nekustīga, un elektromagnēts griežas ap to.
EML pašindukcija
Kad caur spoli iet mainīga elektriskā strāva, tiek ģenerēts mainīgs magnētiskais lauks, kam raksturīga mainīga magnētiskā plūsma, kas inducē EML. Šo parādību sauc par pašindukciju.
Sakarā ar to, ka magnētiskā plūsma ir proporcionāla elektriskās strāvas intensitātei, pašindukcijas EMF formula izskatās šādi:
Ф = L x I, kur L ir induktivitāte, ko mēra H.Tās vērtību nosaka apgriezienu skaits garuma vienībā un to šķērsgriezuma vērtība.
Savstarpēja indukcija
Kad divas spoles atrodas blakus, tās ievēro savstarpējās indukcijas EML, ko nosaka abu ķēžu konfigurācija un to savstarpējā orientācija. Palielinoties ķēžu atdalīšanai, savstarpējās induktivitātes vērtība samazinās, jo samazinās abu spoļu kopējā magnētiskā plūsma.
Ļaujiet mums sīkāk apsvērt savstarpējās indukcijas rašanās procesu. Ir divas spoles, caur viena ar N1 apgriezienu vadu plūst strāva I1, kas rada magnētisko plūsmu un iet caur otro spoli ar N2 apgriezienu skaitu.
Otrās spoles savstarpējās induktivitātes vērtība attiecībā pret pirmo:
M21 = (N2 x F21)/I1.
Magnētiskās plūsmas vērtība:
F21 = (M21/N2) x I1.
Inducēto emf aprēķina pēc formulas:
E2 = - N2 x dФ21/dt = - M21x dI1/dt.
Pirmajā spolē inducētās emf vērtība:
E1 = - M12 x dI2/dt.
Ir svarīgi atzīmēt, ka elektromotora spēks, ko izraisa savstarpēja indukcija vienā no spolēm, jebkurā gadījumā ir tieši proporcionāls elektriskās strāvas izmaiņām otrā spolē.
Tad savstarpējā induktivitāte tiek uzskatīta par vienādu ar:
M12 = M21 = M.
Rezultātā E1 = - M x dI2/dt un E2 = M x dI1/dt. M = K √ (L1 x L2), kur K ir savienojuma koeficients starp abām induktivitātes vērtībām.
Savstarpējo induktivitāti plaši izmanto transformatoros, kas ļauj mainīt maiņstrāvas vērtību. Ierīce ir pāris spoles, kas ir uztītas uz kopīga serdeņa. Pirmajā spolē esošā strāva veido mainīgu magnētisko plūsmu magnētiskajā ķēdē un strāvu otrajā spolē.Ja pirmajā spolē ir mazāk apgriezienu nekā otrajā, spriegums palielinās, un attiecīgi ar lielāku apgriezienu skaitu pirmajā tinumā spriegums samazinās.
Papildus elektriskās enerģijas ģenerēšanai un pārveidošanai magnētiskās indukcijas fenomens tiek izmantots arī citās ierīcēs. Piemēram, magnētiskās levitācijas vilcienos, kas pārvietojas bez tieša kontakta ar strāvu sliedēs, bet elektromagnētiskās atgrūšanās dēļ par pāris centimetriem augstāk.
Līdzīgi raksti:
