電気工学における誘導という用語は、磁束が変化している場合、電気閉回路に電流が発生します。電磁誘導は、わずか200年前にマイケルファラデーによって発見されました。はるか以前に、これは同様の実験を行ったアンドレ・アンペールによって行われた可能性があります。彼はコイルに金属棒を挿入し、運が悪かったので、別の部屋に行って検流計の矢印を見ました。突然、それが動きました。そして矢は定期的にその仕事をしました-逸脱しました、しかしアンペアが部屋をさまよっている間-ゼロに戻りました。これは、コイル、デバイス、および研究者が同時に適切な場所に配置されるまで、自己誘導の現象がさらに10年間待った方法です。
この実験の要点は誘導のEMFは、閉ループを通過する磁場が変化した場合にのみ発生します。ただし、必要に応じて変更できます。磁場自体の大きさを変更するか、同じ閉ループに対して磁場ソースを移動するだけです。この場合に発生するEMFは「相互誘導のEMF」と呼ばれていました。しかし、これは誘導の分野での発見の始まりにすぎませんでした。さらに驚くべきことは、同じ時期にジョセフ・ヘンリーによって発見された自己誘導の現象でした。彼の実験では、コイルの磁場が別のコイルに電流を誘導するだけでなく、このコイルの電流が変化すると、コイルに追加のEMFが誘導されることがわかりました。これは彼らが自己誘導のEMFと呼んだものです。電気現象では、電流の方向が非常に重要です。自己誘導EMFの場合、その電流はその「親」(メインEMFによって引き起こされる電流)に対して向けられることが判明しました。
自己誘導の現象を観察することは可能ですか?彼らが言うように、これほど簡単なものはありません。 2つの電気回路をまとめましょう。1つは直列接続されたインダクタと電球で、もう1つは単なる電球です。汎用スイッチを介してバッテリーに接続します。オンにすると、コイルのある回路のランプが「しぶしぶ」点灯し、2番目のランプ(より速い「上り坂」)が即座に点灯することがわかります。何が起こっていますか?電源を入れた後、両方の回路に電流が流れ始め、ゼロから最大に変化します。インダクタンスコイルが待機しているのは電流の変化だけであり、自己誘導のEMFを生成します。 EMFと閉回路があります。これは、その電流もあることを意味しますが、回路の主電流とは反対に向けられ、最終的には回路のパラメータによって決定される最大値に達します。成長が止まり、電流に変化がないため、自己誘導の起電力はありません。それは簡単です。電流をオフにすると、同様の画像が観察されますが、まったく逆です。電流の変化に対抗するという「悪い習慣」に忠実に、自己誘導のEMFは、電源がオフになった後も回路内の流れを維持します。
すぐに疑問が生じました-自己誘導の現象は何ですか?自己誘導のEMFは、導体の電流の変化率の影響を受けることがわかりました。次のように書くことができます。
E = L•dI / dt
このことから、自己誘導EのEMFがは、電流の変化率dI / dtと、インダクタンスと呼ばれる比例係数Lに正比例します。自己誘導の現象が何で構成されているかという問題の研究に貢献したジョージ・ヘンリーは、彼の名前がインダクタンスの測定単位であるヘンリー(H)を持っているという事実によって報われました。自己誘導現象を決定するのは、電流が流れる回路のインダクタンスです。インダクタンスは一種の磁気エネルギーの「貯蔵庫」であると想像できます。回路内の電流が増加した場合、電気エネルギーは磁気エネルギーに変換され、電流の増加を抑制し、電流が減少すると、コイルの磁気エネルギーは電気エネルギーに変換され、回路の電流。
おそらく誰もが火花を見なければならなかったコンセントからプラグを抜くことは、実生活での自己誘導EMFの最も一般的な症状です。しかし、日常生活では、電流は最大10〜20 Aまで開き、開放時間は約20ミリ秒です。インダクタンスが1H程度の場合、この場合の自己誘導のEMFは500 Vになります。自己誘導の現象が何で構成されているかという問題は、それほど複雑ではないように思われます。実際、自己誘導のEMFは大きな技術的問題です。肝心なのは、回路が壊れたとき、接点がすでに発散しているとき、自己誘導が電流の流れを維持し、これが接点の焼損につながるということです。技術では、数百アンペア、さらには数千アンペアの電流を持つ回路が切り替えられます。ここでは、数万ボルトの自己誘導のEMFについてよく話しますが、これには、電気回路の過電圧に関連する技術的な問題の追加の解決策が必要です。
しかし、すべてがそれほど暗いわけではありません。この有害なEMFは、たとえばICE点火システムで非常に役立つことがあります。このようなシステムは、単巻変圧器とブレーカーの形のインダクターで構成されています。一次巻線には電流が流れ、ブレーカーによってオフになります。開回路の結果として、数百ボルトの自己誘導のEMFが発生します(バッテリーは12Vしか供給しません)。さらに、この電圧はさらに変換され、10kVを超えるパルスがスパークプラグに到達します。