noticias

O principio de funcionamento da inductancia é moi abstracto. Para explicar o que é a inductancia partimos do fenómeno físico básico.

1. Dous fenómenos e unha lei: o magnetismo inducido pola electricidade, a electricidade inducida polo magnetismo e a lei de Lenz

1.1 Fenómeno electromagnético

Hai un experimento en física de secundaria: cando se coloca unha pequena agulla magnética xunto a un condutor con corrente, a dirección da pequena agulla magnética desvíase, o que indica que hai un campo magnético arredor da corrente. Este fenómeno foi descuberto polo físico danés Oersted en 1820.

Se enrolamos o condutor nun círculo, os campos magnéticos xerados por cada círculo do condutor poden superpoñerse e o campo magnético global farase máis forte, o que pode atraer pequenos obxectos. Na figura, a bobina está energizada cunha corrente de 2 ~ 3 A. Teña en conta que o fío esmaltado ten un límite de corrente nominal, se non, derreterase debido á alta temperatura.

2. Fenómeno da magnetoelectricidade

En 1831, o científico británico Faraday descubriu que cando unha parte do condutor dun circuíto pechado se move para cortar o campo magnético, xerarase electricidade no condutor. O requisito previo é que o circuíto e o campo magnético estean nun ambiente relativamente cambiante, polo que se denomina magnetoelectricidade "dinámica" e a corrente xerada chámase corrente inducida.

Podemos facer un experimento cun motor. Nun motor de corrente continua con escobillas común, a parte do estator é un imán permanente e a parte do rotor é un condutor de bobina. Xirar manualmente o rotor significa que o condutor se move para cortar as liñas de forza magnéticas. Usando un osciloscopio para conectar os dous electrodos do motor, pódese medir o cambio de voltaxe. O xerador está feito en base a este principio.

3. Lei de Lenz

Lei de Lenz: a dirección da corrente inducida xerada polo cambio de fluxo magnético é a dirección que se opón ó cambio de fluxo magnético.

Unha comprensión sinxela desta frase é: cando o campo magnético (campo magnético externo) do ambiente do condutor se fai máis forte, o campo magnético xerado pola súa corrente inducida é oposto ao campo magnético externo, facendo que o campo magnético total global sexa máis débil que o externo. campo magnético. Cando o campo magnético (campo magnético externo) do ambiente do condutor se fai máis débil, o campo magnético xerado pola súa corrente inducida é oposto ao campo magnético externo, facendo que o campo magnético total sexa máis forte que o campo magnético externo.

A Lei de Lenz pódese utilizar para determinar a dirección da corrente inducida no circuíto.

2. Bobina de tubo espiral - explicando como funcionan os indutores. Co coñecemento dos dous fenómenos anteriores e unha lei, vexamos como funcionan os indutores.

O indutor máis sinxelo é unha bobina de tubo espiral:

Situación durante o encendido

Cortamos unha pequena sección do tubo espiral e podemos ver dúas bobinas, a bobina A e a bobina B:

Durante o proceso de encendido, a situación é a seguinte:

①A bobina A atravesa unha corrente, asumindo que a súa dirección é a mostrada pola liña azul sólida, que se chama corrente de excitación externa;
②Segundo o principio do electromagnetismo, a corrente de excitación externa xera un campo magnético, que comeza a estenderse no espazo circundante e cobre a bobina B, o que equivale á bobina B que corta as liñas de forza magnéticas, como mostra a liña de puntos azules;
③Segundo o principio da magnetoelectricidade, na bobina B xérase unha corrente inducida e a súa dirección é a que mostra a liña continua verde, que é oposta á corrente de excitación externa;
④Segundo a lei de Lenz, o campo magnético xerado pola corrente inducida é para contrarrestar o campo magnético da corrente de excitación externa, como mostra a liña de puntos verdes;

A situación despois do encendido é estable (DC)

Despois de que o encendido sexa estable, a corrente de excitación externa da bobina A é constante e o campo magnético que xera tamén é constante. O campo magnético non ten movemento relativo coa bobina B, polo que non hai magnetoelectricidade e non hai corrente representada pola liña sólida verde. Neste momento, o indutor é equivalente a un curtocircuíto para a excitación externa.

3. Características da inductancia: a corrente non pode cambiar de súpeto

Despois de entender como aninductorfunciona, vexamos a súa característica máis importante: a corrente no indutor non pode cambiar de súpeto.

Na figura, o eixe horizontal da curva dereita é o tempo e o eixe vertical é a corrente no indutor. O momento en que se pecha o interruptor tómase como orixe do tempo.

Pódese ver que:1. No momento en que o interruptor está pechado, a corrente no indutor é 0A, o que equivale a que o indutor estea en circuíto aberto. Isto débese a que a corrente instantánea cambia bruscamente, o que xerará unha enorme corrente inducida (verde) para resistir a corrente de excitación externa (azul);

2. No proceso de alcanzar un estado estacionario, a corrente no indutor cambia exponencialmente;

3. Despois de alcanzar un estado estacionario, a corrente no indutor é I=E/R, o que equivale a que o indutor se cortocircuite;

4. Á corrente inducida correspóndese a forza electromotriz inducida, que actúa para contrarrestar a E, polo que se denomina Back EMF (forza electromotriz inversa);

4. Que é exactamente a inductancia?

A inductancia úsase para describir a capacidade dun dispositivo para resistir os cambios de corrente. Canto máis forte sexa a capacidade de resistir os cambios de corrente, maior será a inductancia e viceversa.

Para a excitación de CC, o indutor está finalmente nun estado de curtocircuíto (a tensión é 0). Non obstante, durante o proceso de acendido, a tensión e a corrente non son 0, o que significa que hai enerxía. O proceso de acumulación desta enerxía chámase carga. Almacena esta enerxía en forma de campo magnético e libera enerxía cando é necesario (como cando a excitación externa non pode manter o tamaño actual nun estado estacionario).

Os indutores son dispositivos inerciales no campo electromagnético. Aos dispositivos inerciales non lles gustan os cambios, igual que os volantes de inercia na dinámica. É difícil comezar a xirar ao principio, e unha vez que comezan a xirar, é difícil paralos. Todo o proceso vai acompañado de conversión de enerxía.

Se estás interesado, visita o sitio webwww.tclmdcoils.com.