اخبار

اصل کار اندوکتانس بسیار انتزاعی است. برای توضیح اینکه اندوکتانس چیست، از پدیده فیزیکی اولیه شروع می کنیم.

1. دو پدیده و یک قانون: مغناطیس القاء شده با الکتریسیته، الکتریسیته ناشی از مغناطیس و قانون لنز.

1.1 پدیده الکترومغناطیسی

آزمایشی در فیزیک دبیرستان وجود دارد: هنگامی که یک سوزن مغناطیسی کوچک در کنار هادی با جریان قرار می گیرد، جهت سوزن مغناطیسی کوچک منحرف می شود، که نشان می دهد یک میدان مغناطیسی در اطراف جریان وجود دارد. این پدیده توسط فیزیکدان دانمارکی اورستد در سال 1820 کشف شد.

اگر هادی را به صورت دایره ای بپیچانیم، میدان های مغناطیسی ایجاد شده توسط هر دایره هادی می توانند همپوشانی داشته باشند و میدان مغناطیسی کلی قوی تر می شود که می تواند اجسام کوچک را جذب کند. در شکل، سیم پیچ با جریان 2 تا 3 آمپر انرژی می گیرد. توجه داشته باشید که سیم میناکاری شده دارای محدودیت جریان نامی است در غیر این صورت به دلیل دمای بالا ذوب می شود.

2. پدیده مغناطیسی الکتریسیته

در سال 1831 دانشمند انگلیسی فارادی کشف کرد که وقتی بخشی از رسانای مدار بسته برای قطع میدان مغناطیسی حرکت می کند، الکتریسیته روی رسانا تولید می شود. شرط لازم این است که مدار و میدان مغناطیسی در یک محیط نسبتاً متغیر باشند، بنابراین به آن مغناطیسی الکتریسیته "دینامیک" و جریان تولید شده را جریان القایی می گویند.

ما می توانیم آزمایشی با موتور انجام دهیم. در موتورهای DC برس دار معمولی، قسمت استاتور یک آهنربای دائمی و قسمت روتور یک هادی سیم پیچ است. چرخش دستی روتور به این معنی است که هادی در حال حرکت است تا خطوط مغناطیسی نیرو را قطع کند. با استفاده از اسیلوسکوپ برای اتصال دو الکترود موتور می توان تغییر ولتاژ را اندازه گیری کرد. ژنراتور بر اساس این اصل ساخته شده است.

3. قانون لنز

قانون لنز: جهت جریان القایی ایجاد شده در اثر تغییر شار مغناطیسی، جهتی است که با تغییر شار مغناطیسی مخالف است.

یک درک ساده از این جمله این است: وقتی میدان مغناطیسی (میدان مغناطیسی خارجی) محیط رسانا قوی‌تر می‌شود، میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط جریان القایی آن مخالف میدان مغناطیسی خارجی است و کل میدان مغناطیسی را ضعیف‌تر از میدان خارجی می‌کند. میدان مغناطیسی وقتی میدان مغناطیسی (میدان مغناطیسی خارجی) محیط رسانا ضعیف‌تر می‌شود، میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط جریان القایی آن در مقابل میدان مغناطیسی خارجی قرار می‌گیرد و میدان مغناطیسی کل را قوی‌تر از میدان مغناطیسی خارجی می‌کند.

برای تعیین جهت جریان القایی در مدار می توان از قانون لنز استفاده کرد.

2. سیم پیچ لوله مارپیچی – توضیح نحوه کار سلف ها با آگاهی از دو پدیده بالا و یک قانون، بیایید ببینیم سلف ها چگونه کار می کنند.

ساده ترین سلف یک سیم پیچ لوله مارپیچی است:

وضعیت در هنگام روشن شدن

ما بخش کوچکی از لوله مارپیچ را برش می دهیم و می توانیم دو سیم پیچ، سیم پیچ A و سیم پیچ B را ببینیم:

در طول فرآیند روشن شدن، وضعیت به شرح زیر است:

① سیم پیچ A از جریان عبور می کند، با این فرض که جهت آن مطابق با خط آبی آبی نشان داده شده است که به آن جریان تحریک خارجی می گویند.
②طبق اصل الکترومغناطیس، جریان تحریک خارجی یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند، که شروع به گسترش در فضای اطراف می کند و سیم پیچ B را می پوشاند، که معادل سیم پیچ B است که خطوط مغناطیسی نیرو را برش می دهد، همانطور که با خط نقطه آبی نشان داده شده است.
③طبق اصل مغناطیس الکتریسیته، یک جریان القایی در سیم پیچ B ایجاد می شود و جهت آن مطابق با خط جامد سبز است که مخالف جریان تحریک خارجی است.
④طبق قانون لنز، میدان مغناطیسی تولید شده توسط جریان القایی برای مقابله با میدان مغناطیسی جریان تحریک خارجی است، همانطور که با خط نقطه سبز نشان داده شده است.

وضعیت پس از روشن شدن برق پایدار است (DC)

پس از پايدار شدن برق، جريان تحريك خارجي سيم پيچ A ثابت است و ميدان مغناطيسي ايجاد شده توسط آن نيز ثابت است. میدان مغناطیسی با سیم پیچ B حرکت نسبی ندارد، بنابراین هیچ مغناطیسی الکتریسیته وجود ندارد و هیچ جریانی با خط جامد سبز نشان داده نمی شود. در این زمان، سلف معادل یک اتصال کوتاه برای تحریک خارجی است.

3. ویژگی های اندوکتانس: جریان نمی تواند به طور ناگهانی تغییر کند

پس از درک چگونگی یکسلفبیایید به مهمترین ویژگی آن نگاه کنیم - جریان در سلف نمی تواند ناگهان تغییر کند.

در شکل، محور افقی منحنی سمت راست زمان و محور عمودی جریان روی سلف است. لحظه بسته شدن سوئیچ به عنوان مبدأ زمان در نظر گرفته می شود.

مشاهده می شود که: 1. در لحظه بسته شدن سوئیچ، جریان روی سلف 0 آمپر است که معادل با مدار باز بودن سلف است. این به این دلیل است که جریان لحظه ای به شدت تغییر می کند، که یک جریان القایی عظیم (سبز) برای مقاومت در برابر جریان تحریک خارجی (آبی) ایجاد می کند.

2. در فرآیند رسیدن به حالت پایدار، جریان روی سلف به صورت تصاعدی تغییر می کند.

3. پس از رسیدن به حالت پایدار، جریان روی سلف I=E/R است که معادل اتصال کوتاه سلف است.

4. مربوط به جریان القایی نیروی الکتروموتور القایی است که برای مقابله با E عمل می کند، بنابراین به آن Back EMF (نیروی الکتروموتور معکوس) می گویند.

4. اندوکتانس دقیقا چیست؟

اندوکتانس برای توصیف توانایی یک دستگاه برای مقاومت در برابر تغییرات جریان استفاده می شود. هرچه توانایی مقاومت در برابر تغییرات جریان قوی تر باشد، اندوکتانس بیشتر است و بالعکس.

برای تحریک DC، سلف در نهایت در حالت اتصال کوتاه است (ولتاژ 0 است). با این حال، در طول فرآیند روشن شدن، ولتاژ و جریان 0 نیست، به این معنی که برق وجود دارد. فرآیند انباشته شدن این انرژی را شارژ می گویند. این انرژی را به شکل میدان مغناطیسی ذخیره می کند و در صورت نیاز انرژی آزاد می کند (مانند زمانی که تحریک خارجی نمی تواند اندازه جریان را در حالت ثابت نگه دارد).

سلف ها دستگاه های اینرسی در میدان الکترومغناطیسی هستند. دستگاه های اینرسی تغییرات را دوست ندارند، درست مانند چرخ طیار در دینامیک. شروع چرخیدن آنها در ابتدا دشوار است و هنگامی که شروع به چرخیدن می کنند، متوقف کردن آنها دشوار است. کل فرآیند با تبدیل انرژی همراه است.

اگر شما علاقه مند هستید، لطفا به وب سایت مراجعه کنیدwww.tclmdcoils.com.