ახალი ამბები

ინდუქციური მუშაობის პრინციპი ძალიან აბსტრაქტულია. იმისათვის, რომ ავხსნათ რა არის ინდუქციურობა, ჩვენ ვიწყებთ ძირითადი ფიზიკური ფენომენიდან.

1. ორი ფენომენი და ერთი კანონი: ელექტროენერგიით გამოწვეული მაგნეტიზმი, მაგნიტიზმით გამოწვეული ელექტროენერგია და ლენცის კანონი.

1.1 ელექტრომაგნიტური ფენომენი

არსებობს ექსპერიმენტი საშუალო სკოლის ფიზიკაში: როდესაც პატარა მაგნიტური ნემსი მოთავსებულია დირიჟორის გვერდით, პატარა მაგნიტური ნემსის მიმართულება იხრება, რაც მიუთითებს, რომ დენის გარშემო არის მაგნიტური ველი. ეს ფენომენი აღმოაჩინა დანიელმა ფიზიკოსმა ორსტედმა 1820 წელს.

თუ გამტარს წრედ დავახვევთ, გამტარის თითოეული წრის მიერ წარმოქმნილი მაგნიტური ველები შეიძლება გადაიფაროს და მთლიანი მაგნიტური ველი გაძლიერდება, რომელსაც შეუძლია პატარა ობიექტების მიზიდვა. ფიგურაში კოჭა ენერგიულია 2~3A დენით. გაითვალისწინეთ, რომ მინანქრებულ მავთულს აქვს ნომინალური დენის ლიმიტი, წინააღმდეგ შემთხვევაში ის დნება მაღალი ტემპერატურის გამო.

2. მაგნიტოელექტროენერგიის ფენომენი

1831 წელს ბრიტანელმა მეცნიერმა ფარადეიმ აღმოაჩინა, რომ როდესაც დახურული წრის გამტარის ნაწილი მოძრაობს მაგნიტური ველის გასაჭრელად, დირიჟორზე ელექტროენერგია წარმოიქმნება. წინაპირობაა, რომ წრე და მაგნიტური ველი იყოს შედარებით ცვალებად გარემოში, ამიტომ მას უწოდებენ "დინამიურ" მაგნიტოელექტროენერგიას, ხოლო წარმოქმნილ დენს - ინდუცირებულ დენს.

ჩვენ შეგვიძლია გავაკეთოთ ექსპერიმენტი ძრავით. საერთო DC დახეხილ ძრავში, სტატორის ნაწილი არის მუდმივი მაგნიტი, ხოლო როტორის ნაწილი არის კოჭის გამტარი. როტორის ხელით ბრუნვა ნიშნავს, რომ დირიჟორი მოძრაობს ძალის მაგნიტური ხაზების გასაჭრელად. ოსილოსკოპის გამოყენებით ძრავის ორი ელექტროდის დასაკავშირებლად, შესაძლებელია ძაბვის ცვლილების გაზომვა. გენერატორი მზადდება ამ პრინციპით.

3. ლენცის კანონი

ლენცის კანონი: მაგნიტური ნაკადის ცვლილებით წარმოქმნილი ინდუცირებული დენის მიმართულება არის მიმართულება, რომელიც ეწინააღმდეგება მაგნიტური ნაკადის ცვლილებას.

ამ წინადადების მარტივი გაგებაა: როდესაც გამტარის გარემოს მაგნიტური ველი (გარე მაგნიტური ველი) ძლიერდება, მისი ინდუცირებული დენით წარმოქმნილი მაგნიტური ველი ეწინააღმდეგება გარე მაგნიტურ ველს, რაც მთლიან მაგნიტურ ველს უფრო სუსტს ხდის ვიდრე გარე. მაგნიტური ველი. როდესაც გამტარის გარემოს მაგნიტური ველი (გარე მაგნიტური ველი) სუსტდება, მისი ინდუცირებული დენით წარმოქმნილი მაგნიტური ველი ეწინააღმდეგება გარე მაგნიტურ ველს, რაც მთლიან მაგნიტურ ველს აძლიერებს გარე მაგნიტურ ველს.

ლენცის კანონი შეიძლება გამოყენებულ იქნას წრეში ინდუცირებული დენის მიმართულების დასადგენად.

2. სპირალური მილის ხვეული – ახსნის, თუ როგორ მუშაობს ინდუქტორები ზემოაღნიშნული ორი ფენომენისა და ერთი კანონის ცოდნით, ვნახოთ, როგორ მუშაობს ინდუქტორები.

უმარტივესი ინდუქტორი არის სპირალური მილის ხვეული:

მდგომარეობა ჩართვის დროს

ჩვენ ვჭრით სპირალური მილის მცირე მონაკვეთს და შეგვიძლია დავინახოთ ორი ხვეული, ხვეული A და ხვეული B:

ჩართვის პროცესში სიტუაცია შემდეგია:

① კოჭა A გადის დენში, თუ ვივარაუდებთ, რომ მისი მიმართულება არის ლურჯი მყარი ხაზით, რომელსაც გარე აგზნების დენი ეწოდება;
②ელექტრომაგნიტიზმის პრინციპის მიხედვით, გარე აგზნების დენი წარმოქმნის მაგნიტურ ველს, რომელიც იწყებს გავრცელებას მიმდებარე სივრცეში და ფარავს კოჭას B, რაც უდრის კოჭის B-ს, რომელიც ჭრის ძალის მაგნიტურ ხაზებს, როგორც ნაჩვენებია ლურჯი წერტილოვანი ხაზით;
③ მაგნიტოელექტროენერგიის პრინციპის მიხედვით, ინდუცირებული დენი წარმოიქმნება კოჭა B-ში და მისი მიმართულება არის ნაჩვენები მწვანე მყარი ხაზით, რომელიც ეწინააღმდეგება გარე აგზნების დენის;
④ლენცის კანონის მიხედვით, ინდუცირებული დენის მიერ წარმოქმნილი მაგნიტური ველი უნდა ეწინააღმდეგებოდეს გარე აგზნების დენის მაგნიტურ ველს, როგორც ეს ნაჩვენებია მწვანე წერტილოვანი ხაზით;

ჩართვის შემდეგ სიტუაცია სტაბილურია (DC)

მას შემდეგ, რაც ჩართვა სტაბილურია, კოჭის A გარე აგზნების დენი მუდმივია და მის მიერ წარმოქმნილი მაგნიტური ველი ასევე მუდმივია. მაგნიტურ ველს არ აქვს ფარდობითი მოძრაობა კოჭთან B, ამიტომ არ არის მაგნიტოელექტროენერგია და არ არის დენი წარმოდგენილი მწვანე მყარი ხაზით. ამ დროს ინდუქტორი უდრის მოკლე ჩართვას გარე აგზნებისთვის.

3. ინდუქციურობის მახასიათებლები: დენი არ შეიძლება მოულოდნელად შეიცვალოს

იმის გაგების შემდეგ, თუ როგორ აინდუქტორიმუშაობს, მოდით შევხედოთ მის ყველაზე მნიშვნელოვან მახასიათებელს - ინდუქტორში დენი არ შეიძლება მოულოდნელად შეიცვალოს.

ფიგურაში მარჯვენა მრუდის ჰორიზონტალური ღერძი არის დრო, ხოლო ვერტიკალური ღერძი არის დენი ინდუქტორზე. გადამრთველის დახურვის მომენტი აღებულია დროის საწყისად.

ჩანს, რომ: 1. გადამრთველის დახურვის მომენტში ინდუქტორზე დენი არის 0A, რაც უდრის ინდუქტორის ღია ჩართვას. ეს იმიტომ ხდება, რომ მყისიერი დენი მკვეთრად იცვლება, რაც წარმოქმნის უზარმაზარ ინდუცირებულ დენს (მწვანე) წინააღმდეგობის გაწევის გარე აგზნების დენს (ლურჯი);

2. სტაბილური მდგომარეობის მიღწევის პროცესში ინდუქტორზე დენი იცვლება ექსპონენტურად;

3. სტაბილური მდგომარეობის მიღწევის შემდეგ ინდუქტორზე დენი არის I=E/R, რაც უდრის ინდუქტორის მოკლედ შეერთებას;

4. ინდუცირებული დენის შესაბამისია ინდუცირებული ელექტრომოძრავი ძალა, რომელიც მოქმედებს E-ს საწინააღმდეგოდ, ამიტომ მას უწოდებენ Back EMF (reverse electromotive force);

4. კონკრეტულად რა არის ინდუქციურობა?

ინდუქციურობა გამოიყენება მოწყობილობის უნარის აღსაწერად, წინააღმდეგობა გაუწიოს მიმდინარე ცვლილებებს. რაც უფრო ძლიერია დენის ცვლილებების წინააღმდეგობის გაწევის უნარი, მით მეტია ინდუქციურობა და პირიქით.

მუდმივი აგზნების დროს, ინდუქტორი საბოლოოდ არის მოკლე შერთვის მდგომარეობაში (ძაბვა არის 0). თუმცა, ჩართვის პროცესში, ძაბვა და დენი არ არის 0, რაც ნიშნავს, რომ არის ძალა. ამ ენერგიის დაგროვების პროცესს დატენვა ეწოდება. ის ინახავს ამ ენერგიას მაგნიტური ველის სახით და გამოყოფს ენერგიას საჭიროების შემთხვევაში (მაგალითად, როდესაც გარეგანი აგზნება ვერ ინარჩუნებს მიმდინარე ზომას სტაბილურ მდგომარეობაში).

ინდუქტორები არის ინერციული მოწყობილობები ელექტრომაგნიტურ ველში. ინერციულ მოწყობილობებს არ მოსწონთ ცვლილებები, ისევე, როგორც ბუნებით დინამიკაში. თავიდან ძნელია ტრიალის დაწყება და როგორც კი დაიწყებენ ტრიალს, ძნელია მათი გაჩერება. მთელ პროცესს თან ახლავს ენერგიის გარდაქმნა.

დაინტერესების შემთხვევაში ეწვიეთ ვებგვერდსwww.tclmdcoils.com.