Apabila arus dalam litar berubah, fluks aruhan magnet melalui permukaan yang dibatasi oleh litar ini berubah; perubahan dalam fluks aruhan magnet membawa kepada pengujaan Emf yang disebabkan sendiri. Arah EMF ternyata sedemikian apabila arus meningkat masuk litar emf menghalang arus daripada meningkat, dan apabila arus berkurangan, ia menghalang arus daripada berkurangan.
Magnitud EMF adalah berkadar dengan kadar perubahan arus saya dan kearuhan gelung L :
.Disebabkan fenomena induksi diri dalam litar elektrik dengan sumber EMF, apabila litar ditutup, arus ditubuhkan tidak serta-merta, tetapi selepas beberapa ketika. Proses yang sama berlaku apabila litar dibuka, dan nilai emf aruhan kendiri boleh melebihi emf punca dengan ketara. Selalunya dalam kehidupan seharian ini digunakan dalam gegelung pencucuh kereta. Voltan aruhan diri biasa dengan voltan bekalan 12V ialah 7-25kV.
Yayasan Wikimedia.
2010.
Lihat apa "emf induksi diri" dalam kamus lain: emf aruhan diri
- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Kamus kejuruteraan elektrik dan kejuruteraan kuasa Inggeris-Rusia, Moscow, 1999] Topik kejuruteraan elektrik, konsep asas EN emfFaraday voltan induktans aruhan sendiri... ... Inilah fenomena yang berlaku emf teraruh dalam litar pengalir apabila arus yang mengalir melalui litar berubah. Apabila arus dalam litar berubah, fluks magnet
melalui permukaan yang dibatasi oleh kontur ini. Ubah... ...Wikipedia - (dari panduan inductio Latin, motivasi), nilai yang mencirikan magnet. St. Va elektrik. rantai. Arus yang mengalir dalam litar konduktif mewujudkan medan magnet di kawasan sekitarnya. medan, dan fluks magnet Ф menembusi litar (dipautkan kepadanya) adalah lurus... ...
Ensiklopedia fizikal kuasa reaktif - Nilai yang sama dengan arus elektrik sinusoidal dan voltan elektrik hasil darab nilai berkesan voltan dengan nilai berkesan arus dan dengan sinus peralihan fasa antara voltan dan arus rangkaian dua terminal. [GOST R 52002 2003]… …
Panduan Penterjemah Teknikal Cabang fizik yang meliputi pengetahuan tentang elektrik statik , arus elektrik dan fenomena magnetik . ELEKTROSTATIK Elektrostatik memperkatakan fenomena yang berkaitan dengan objek dalam keadaan rehat.. Kehadiran daya yang bertindak antara... ... Ensiklopedia Collier
Mesin elektrik yang tidak mempunyai bahagian yang bergerak dan menukarkan arus ulang alik satu voltan kepada arus ulang alik voltan lain. Dalam kes paling mudah, ia terdiri daripada litar magnetik (teras) dan dua belitan yang terletak di atasnya, utama dan... ... Kamus Ensiklopedia
Induksi kendiri
Setiap konduktor yang mengalir arus elektrik berada dalam medan magnetnya sendiri.
Apabila kekuatan arus berubah dalam konduktor, medan m berubah, i.e. fluks magnet yang dicipta oleh perubahan arus ini. Perubahan dalam fluks magnet membawa kepada kemunculan medan elektrik vorteks dan emf teraruh muncul dalam litar.
Fenomena ini dipanggil induksi kendiri.
Aruhan kendiri ialah fenomena berlakunya emf teraruh dalam litar elektrik akibat daripada perubahan kekuatan arus.
Emf yang terhasil dipanggil emf yang disebabkan sendiri
Manifestasi fenomena induksi diri
Penutupan litar
Apabila litar pintas berlaku dalam litar elektrik, arus meningkat, yang menyebabkan peningkatan dalam fluks magnet dalam gegelung, medan elektrik pusar muncul terarah terhadap arus, iaitu, emf aruhan diri muncul dalam gegelung, yang menghalang peningkatan arus dalam litar (medan vorteks menghalang elektron).
Akibatnya, L1 menyala lebih lewat daripada L2.
Litar terbuka
Apabila litar elektrik dibuka, arus berkurangan, penurunan dalam fluks dalam gegelung berlaku, dan medan elektrik vorteks muncul, diarahkan seperti arus (cuba mengekalkan kekuatan arus yang sama), i.e. Emf teraruh sendiri timbul dalam gegelung, mengekalkan arus dalam litar.
Akibatnya, L berkelip terang apabila dimatikan.
Dalam kejuruteraan elektrik, fenomena aruhan diri muncul apabila litar ditutup ( arus elektrik meningkat secara beransur-ansur) dan apabila litar dibuka (arus elektrik tidak hilang serta-merta).
INDUKTAN
Apakah yang bergantung kepada emf yang disebabkan oleh diri sendiri?
Arus elektrik mencipta medan magnetnya sendiri. Fluks magnet melalui litar adalah berkadar dengan aruhan medan magnet(Ф ~ V), aruhan adalah berkadar dengan kekuatan semasa dalam konduktor
(B ~ I), oleh itu fluks magnet adalah berkadar dengan kekuatan semasa (Ф ~ I).
Emf aruhan sendiri bergantung pada kadar perubahan arus dalam litar elektrik, pada sifat konduktor (saiz dan bentuk) dan pada kebolehtelapan magnet relatif medium di mana konduktor itu terletak.
Kuantiti fizik yang menunjukkan pergantungan emf aruhan kendiri pada saiz dan bentuk konduktor dan pada persekitaran di mana konduktor itu terletak dipanggil pekali aruhan kendiri atau induktans.
Kearuhan - kuantiti fizikal, secara berangka sama dengan emf induktif kendiri yang berlaku dalam litar apabila arus berubah sebanyak 1 Ampere dalam 1 saat.
Kearuhan juga boleh dikira menggunakan formula:
di mana Ф ialah fluks magnet melalui litar, I ialah kekuatan semasa dalam litar.
Unit SI kearuhan:
Kearuhan gegelung bergantung kepada:
bilangan lilitan, saiz dan bentuk gegelung dan kebolehtelapan magnet relatif medium (mungkin teras).
EMF INDUKSI KENDIRI
Emf induktif kendiri menghalang arus daripada meningkat apabila litar dihidupkan dan arus daripada berkurangan apabila litar dibuka.
TENAGA MEDAN MAGNETIK SEMASA
Di sekeliling konduktor yang membawa arus terdapat medan magnet yang mempunyai tenaga.
Dari mana ia datang? Sumber arus yang termasuk dalam litar elektrik mempunyai rizab tenaga.
Pada saat menutup litar elektrik, sumber arus menghabiskan sebahagian daripada tenaganya untuk mengatasi tindakan emf induktif kendiri yang timbul. Bahagian tenaga ini, yang dipanggil tenaga arus sendiri, pergi ke pembentukan medan magnet.
Tenaga medan magnet adalah sama dengan tenaga intrinsik arus.
Tenaga kendiri arus secara berangka sama dengan kerja yang mesti dilakukan oleh sumber arus untuk mengatasi emf aruhan kendiri untuk mencipta arus dalam litar.
Tenaga medan magnet yang dicipta oleh arus adalah berkadar terus dengan kuasa dua arus.
Ke manakah perginya tenaga medan magnet selepas arus berhenti? - menyerlah (apabila litar dibuka dengan mencukupi kekuatan yang hebat arus boleh menyebabkan percikan api atau arka)
SOALAN UNTUK KERTAS UJIAN
mengenai topik "aruhan elektromagnetik"
1. Senaraikan 6 cara untuk mendapatkan arus aruhan.
2. Fenomena aruhan elektromagnet (definisi).
3. Peraturan Lenz.
4. Fluks magnet (takrif, lukisan, formula, kuantiti input, unit ukurannya).
5. Undang-undang aruhan elektromagnet (takrif, formula).
6. Sifat medan elektrik pusaran.
7. Emf aruhan bagi konduktor yang bergerak dalam medan magnet seragam (sebab penampilan, lukisan, formula, kuantiti input, unit ukurannya).
8. Induksi kendiri (manifestasi ringkas dalam kejuruteraan elektrik, definisi).
9. EMF induksi diri (tindakan dan formulanya).
10. Kearuhan (takrif, formula, unit ukuran).
11. Tenaga medan magnet arus (formula di mana tenaga medan magnet arus berasal, di mana ia hilang apabila arus berhenti).
Fizik gred 10-11. INDUKSI KENDIRI
Setiap konduktor yang mengalir arus elektrik berada dalam medan magnetnya sendiri.
Apabila kekuatan arus berubah dalam konduktor, medan m berubah, i.e. fluks magnet yang dicipta oleh perubahan arus ini. Perubahan dalam fluks magnet membawa kepada kemunculan medan elektrik vorteks dan emf teraruh muncul dalam litar.
Fenomena ini dipanggil induksi kendiri.
Aruhan kendiri ialah fenomena berlakunya emf teraruh dalam litar elektrik akibat daripada perubahan kekuatan arus.
Emf yang terhasil dipanggil Emf yang disebabkan sendiri
Manifestasi fenomena induksi diri
Penutupan litar
Apabila terdapat litar pintas dalam litar elektrik, arus meningkat, yang menyebabkan peningkatan dalam fluks magnet dalam gegelung, dan medan elektrik vorteks muncul, diarahkan terhadap arus, i.e. Emf aruhan sendiri timbul dalam gegelung, menghalang peningkatan arus dalam litar (medan vorteks menghalang elektron).
Akibatnya L1 menyala kemudian, daripada L2.
Litar terbuka
Apabila litar elektrik dibuka, arus berkurangan, penurunan dalam fluks dalam gegelung berlaku, dan medan elektrik vorteks muncul, diarahkan seperti arus (cuba mengekalkan kekuatan arus yang sama), i.e. Emf teraruh sendiri timbul dalam gegelung, mengekalkan arus dalam litar.
Arus elektrik yang melalui konduktor menghasilkan medan magnet di sekelilingnya. Fluks magnet F melalui litar konduktor ini adalah berkadar dengan modul aruhan B medan magnet di dalam litar, dan aruhan medan magnet pula berkadar dengan kekuatan semasa dalam konduktor. Oleh itu, fluks magnet melalui gelung adalah berkadar terus dengan arus dalam gelung:
Pekali perkadaran antara kekuatan semasa I dalam litar dan fluks magnet Ф yang dicipta oleh arus ini dipanggil kearuhan. Kearuhan bergantung kepada saiz dan bentuk konduktor, pada sifat magnetik persekitaran di mana konduktor berada.
Unit kearuhan.
Per unit induktansi dalam Sistem antarabangsa Henry diterima Unit ini ditentukan berdasarkan formula (55.1):
Kearuhan litar adalah sama jika berlaku DC 1 Fluks magnet melalui litar adalah sama dengan
Induksi kendiri.
Apabila arus dalam gegelung berubah, fluks magnet yang dicipta oleh arus ini berubah. Perubahan dalam fluks magnet yang melalui gegelung harus menyebabkan kemunculan emf teraruh dalam gegelung. Fenomena berlakunya emf teraruh dalam
litar elektrik akibat daripada perubahan kekuatan arus dalam litar ini dipanggil aruhan kendiri.
Selaras dengan peraturan Lenz, emf induktif kendiri menghalang arus daripada meningkat apabila litar dihidupkan dan arus daripada berkurangan apabila litar dimatikan.
Fenomena aruhan kendiri boleh diperhatikan dengan memasang litar elektrik daripada gegelung dengan kearuhan tinggi, perintang, dua lampu pijar yang sama dan punca arus (Rajah 197). Perintang mesti mempunyai yang sama rintangan elektrik, seperti wayar gegelung. Pengalaman menunjukkan bahawa apabila litar ditutup, lampu elektrik yang disambungkan secara bersiri dengan gegelung menyala agak lewat daripada lampu yang disambung secara bersiri dengan perintang. Peningkatan arus dalam litar gegelung semasa penutupan dihalang oleh emf aruhan diri, yang berlaku apabila fluks magnet dalam gegelung meningkat. Apabila sumber kuasa dimatikan, kedua-dua lampu berkelip. Dalam kes ini, arus dalam litar dikekalkan oleh emf aruhan kendiri yang berlaku apabila fluks magnet dalam gegelung berkurangan.
Emf aruhan sendiri yang timbul dalam gegelung dengan kearuhan mengikut undang-undang aruhan elektromagnet adalah sama dengan
Emf induktif kendiri adalah berkadar terus dengan kearuhan gegelung dan kadar perubahan arus dalam gegelung.
Dengan menggunakan ungkapan (55.3), kita boleh memberikan takrifan kedua bagi unit induktansi: unsur litar elektrik mempunyai kearuhan jika, dengan perubahan seragam dalam kekuatan arus dalam litar sebanyak 1 A dalam 1 s, induktif kendiri emf 1 V timbul di dalamnya.
Tenaga medan magnet.
Apabila gegelung induktor diputuskan sambungan dari sumber arus, lampu pijar yang disambungkan selari dengan gegelung memberikan denyar jangka pendek. Arus dalam litar berlaku di bawah dengan tindakan EMF induksi kendiri. Sumber tenaga yang dikeluarkan dalam litar elektrik ialah medan magnet gegelung.
Tenaga medan magnet induktor boleh dikira dengan cara berikut. Untuk memudahkan pengiraan, pertimbangkan kes apabila, selepas memutuskan sambungan gegelung daripada punca, arus dalam litar berkurangan dari semasa ke semasa mengikut hukum linear. Dalam kes ini, emf teraruh sendiri mempunyai nilai tetap, sama
E.m.f. induksi kendiri. E.m.f. e L, aruhan dalam konduktor atau gegelung akibat daripada perubahan fluks magnet yang dicipta oleh arus yang melalui konduktor atau gegelung yang sama dipanggil e. d.s. induksi kendiri (Rajah 60). Ini e. d.s. berlaku apabila terdapat sebarang perubahan arus, contohnya semasa menutup dan membuka litar elektrik, apabila beban motor elektrik berubah, dsb. Semakin laju arus dalam konduktor atau gegelung berubah, semakin besar kadar perubahan fluks magnet yang menembusinya dan semakin besar e. d.s. induksi kendiri diinduksi dalam diri mereka. Contohnya, e. d.s. aruhan sendiri e L berlaku dalam konduktor AB (lihat Rajah 54) apabila arus i 1 yang mengalir melaluinya berubah. Akibatnya, medan magnet yang berubah-ubah mendorong e. d.s. dalam konduktor yang sama di mana arus berubah, mewujudkan medan ini.
Arah e. d.s. aruhan kendiri ditentukan oleh peraturan Lenz. E.m.f. aruhan diri sentiasa mempunyai arah di mana ia menghalang perubahan arus yang menyebabkannya. Akibatnya, apabila arus dalam konduktor (gegelung) meningkat, cth. d.s. aruhan kendiri akan diarahkan terhadap arus, iaitu, ia akan menghalang peningkatannya (Rajah 61, a), dan sebaliknya, apabila arus berkurangan dalam konduktor (gegelung), cth. d.s. aruhan diri, bertepatan dalam arah dengan arus, iaitu, menghalang penurunannya (Rajah 61, b). Jika arus dalam gegelung tidak berubah, maka e. d.s. tiada induksi kendiri berlaku.
Daripada peraturan yang dibincangkan di atas untuk menentukan arah e. d.s. induksi kendiri membayangkan bahawa ini e. d.s. mempunyai kesan brek pada perubahan arus dalam litar elektrik. Dalam hal ini, tindakannya adalah serupa dengan tindakan daya inersia, yang menghalang perubahan dalam kedudukan badan. Dalam litar elektrik (Rajah 62, a), yang terdiri daripada perintang dengan rintangan R dan gegelung K, arus i dicipta tindakan bersama sumber voltan U dan e. d.s. aruhan diri e L teraruh dalam gegelung. Apabila menyambungkan litar berkenaan kepada sumber e. d.s. aruhan diri e L (lihat anak panah pepejal) menghalang peningkatan kekuatan semasa. Oleh itu, arus i mencapai nilai keadaan mantap I=U/R (mengikut hukum Ohm) bukan serta-merta, tetapi dalam tempoh masa tertentu (Rajah 62, b). Pada masa ini, proses sementara berlaku dalam litar elektrik, di mana e L dan i berubah. Tepat sekali
Juga, apabila litar elektrik dimatikan, arus i tidak berkurangan serta-merta kepada sifar, tetapi disebabkan oleh tindakan e. d.s. e L (lihat anak panah putus-putus) berkurangan secara beransur-ansur.
Kearuhan. Keupayaan pelbagai konduktor (gegelung) untuk teraruh e. d.s. aruhan kendiri dianggarkan oleh kearuhan L. Ia menunjukkan apa e. d.s. aruhan kendiri berlaku dalam konduktor (gegelung) tertentu apabila arus berubah sebanyak 1 A selama 1 s. Kearuhan diukur dalam henry (H), 1 H = 1 Ohm*s. Dalam amalan, induktansi sering diukur dalam bahagian henry - millihenry (mH) dan di bahagian sepersejuta henry - microhenry (µH).
Adakah kearuhan gegelung bergantung kepada bilangan lilitan gegelung? dan rintangan magnet R m litar magnetnya, iaitu, daripada kebolehtelapan magnetnya? a dan dimensi geometri l dan s. Jika teras keluli dimasukkan ke dalam gegelung, kearuhannya meningkat dengan mendadak disebabkan oleh pengukuhan medan magnet gegelung. Dalam kes ini, arus 1 A menghasilkan fluks magnet yang jauh lebih tinggi daripada dalam gegelung tanpa teras.
Menggunakan konsep kearuhan L, seseorang boleh mendapatkan untuk e. d.s. induksi diri formula berikut:
e L = – L ?i / ?t (53)
Di manakah?i ialah perubahan arus dalam konduktor (gegelung) dalam satu tempoh masa?t.
Oleh itu, e. d.s. aruhan kendiri adalah berkadar dengan kadar perubahan arus.
Menghidupkan dan mematikan litar DC dengan induktor. Apabila litar elektrik yang mengandungi R dan L disambungkan kepada sumber arus terus dengan voltan U oleh suis B1 (Rajah 63, a), arus i tidak meningkat kepada nilai keadaan mantap yang saya tetapkan =U/R tidak serta-merta, sejak e. d.s. kearuhan diri e L yang timbul dalam kearuhan bertindak terhadap voltan yang dikenakan V dan menghalang arus daripada meningkat. Proses yang sedang dipertimbangkan dicirikan oleh perubahan secara beransur-ansur arus i (Rajah 63, b) dan voltan u a dan u L sepanjang lengkung - kepada pempamer. Perubahan dalam i, u a dan u L di sepanjang lengkung yang ditunjukkan dipanggil aperiodik.
Kadar pertambahan arus dalam litar dan perubahan voltan u a dan u L dicirikan oleh pemalar masa litar
T = L/R (54)
Ia diukur dalam beberapa saat, hanya bergantung pada parameter R dan L litar tertentu dan membolehkan anda menganggarkan tempoh proses menukar arus tanpa membina graf. Tempoh ini secara teorinya panjang tidak terhingga. Dalam amalan, biasanya dipercayai bahawa ia adalah (3-4) T. Pada masa ini, arus dalam litar mencapai 95-98% daripada nilai keadaan mantap. Akibatnya, lebih besar rintangan dan lebih kecil kearuhan L, lebih cepat proses perubahan arus berlaku dalam litar elektrik dengan kearuhan. Pemalar masa T dalam proses aperiodik boleh ditakrifkan sebagai segmen AB yang dipotong oleh tangen yang dilukis dari asal ke lengkung yang sedang dipertimbangkan (contohnya, arus i) pada garisan yang sepadan dengan nilai keadaan mantap kuantiti ini.
Sifat induktansi untuk memperlahankan proses perubahan semasa digunakan untuk membuat kelewatan masa apabila mengendalikan pelbagai peranti (contohnya, apabila mengawal operasi kotak pasir untuk membekalkan bahagian pasir secara berkala di bawah roda lokomotif). Operasi geganti masa elektromagnet juga berdasarkan penggunaan fenomena ini (lihat § 94).
Menukar voltan lampau. E sangat kuat. d.s. aruhan kendiri apabila membuka litar yang mengandungi gegelung dengan sebilangan besar pusingan dan dengan teras keluli (contohnya, belitan penjana, motor elektrik, transformer, dll.), iaitu litar dengan kearuhan yang tinggi. Dalam kes ini, e. d.s. aruhan sendiri e L boleh berkali-kali lebih tinggi daripada voltan U sumber dan, dijumlahkan dengannya, menyebabkan lebihan voltan dalam litar elektrik (Rajah 64, a), dipanggil bertukar(timbul apabila bertukar- menukar litar elektrik). Mereka berbahaya untuk belitan motor elektrik, penjana dan transformer, kerana ia boleh menyebabkan kerosakan penebatnya.
Besar E. d.s. induksi kendiri juga menyumbang kepada kemunculan percikan elektrik atau arka dalam peranti elektrik yang menukar litar elektrik. Sebagai contoh, pada masa ini kenalan suis terbuka (Rajah 64, b), yang terhasil cth. d.s. aruhan kendiri sangat meningkatkan perbezaan potensi antara sesentuh terbuka suis dan memecahkan celah udara. Yang terhasil arka elektrik dikekalkan untuk beberapa lama. d.s. aruhan kendiri, yang dengan itu melambatkan proses mematikan arus dalam litar. Fenomena ini sangat tidak diingini, kerana arka mencairkan kenalan peranti yang memutuskan sambungan, yang membawa kepada kegagalan pesat mereka. Oleh itu, dalam semua peranti yang digunakan untuk membuka litar elektrik, peranti pemadam arka khas disediakan untuk memastikan pemadaman arka lebih cepat.
Di samping itu, dalam litar kuasa dengan kearuhan yang ketara (contohnya, belitan pengujaan penjana), secara selari rantai R-L(iaitu, belitan yang sepadan) hidupkan perintang nyahcas R p (Rajah 65, a). Dalam kes ini, selepas mematikan suis B1, litar R-L tidak terganggu, tetapi ditutup kepada perintang R p. Arus dalam litar i tidak berkurangan serta-merta, tetapi secara beransur-ansur - secara eksponen (Rajah 65.6), sejak e. d.s. aruhan sendiri e L timbul dalam kearuhan L menghalang arus daripada berkurangan. Voltan u p merentasi perintang nyahcas juga berubah secara eksponen semasa proses perubahan semasa. Ia sama dengan voltan yang digunakan pada litar R-L, iaitu pada terminal yang sepadan
belitan arus. DALAM detik permulaan U p awal = UR p /R, iaitu bergantung pada rintangan perintang nyahcas; di nilai yang besar Rp voltan ini boleh menjadi terlalu tinggi dan berbahaya untuk penebat pemasangan elektrik. Dalam amalan, untuk mengehadkan lebihan voltan yang terhasil, rintangan R p perintang nyahcas diambil tidak lebih daripada 4-8 kali lebih besar daripada rintangan R belitan yang sepadan.
Syarat untuk berlakunya proses sementara. Proses yang dibincangkan di atas semasa menghidupkan dan mematikan litar R-L dipanggil proses peralihan. Mereka timbul apabila menghidupkan dan mematikan sumber atau bahagian individu litar, serta semasa menukar mod pengendalian, contohnya, semasa perubahan beban mendadak, putus dan litar pintas. Proses fana yang sama berlaku di bawah keadaan yang ditetapkan dan dalam litar yang mengandungi kapasitor dengan kapasitans C. Dalam sesetengah kes, proses sementara berbahaya untuk sumber dan penerima, kerana arus dan voltan yang terhasil boleh berkali-kali lebih tinggi daripada nilai undian untuk yang mana ini adalah peranti yang direka bentuk. Walau bagaimanapun, dalam beberapa elemen peralatan elektrik, khususnya dalam peranti elektronik industri, proses sementara adalah mod operasi.
Secara fizikal, kejadian proses sementara dijelaskan oleh fakta bahawa induktor dan kapasitor adalah peranti penyimpanan tenaga, dan proses pengumpulan dan pelepasan tenaga dalam unsur-unsur ini tidak boleh berlaku dengan serta-merta, oleh itu, arus dalam induktor dan voltan pada kapasitor tidak boleh berubah serta merta. Masa proses sementara, di mana perubahan beransur-ansur dalam arus dan voltan berlaku apabila menghidupkan, mematikan dan menukar mod pengendalian litar, ditentukan oleh nilai R, L dan C litar dan boleh berjumlah kepada pecahan dan unit saat. Selepas tamat proses peralihan, arus dan voltan memperoleh nilai baru, yang dipanggil ditubuhkan.