Termenul de inducție în inginerie electrică înseamnăapariția curentului într-un circuit electric închis, dacă este într-un flux magnetic în schimbare. Inducția electromagnetică a fost descoperită acum doar două sute de ani de Michael Faraday. Mult mai devreme, Andre Ampere, care a efectuat experimente similare, ar fi putut face acest lucru. A introdus o tijă metalică în serpentină, iar apoi, ghinionul, a intrat într-o altă cameră pentru a privi acul galvanometrului - și deodată se mișcă. Și săgeata își făcea treaba cum trebuie - s-a abătut, dar în timp ce Ampere rătăcea prin camere - a revenit la zero. Așa că fenomenul de autoinducție a așteptat bine zece ani, până când bobina, instrumentul și cercetătorul au fost simultan la locul potrivit.
Punctul culminant al acestui experiment a fost căInducția EMF apare numai atunci când câmpul magnetic care trece prin bucla închisă se modifică. Dar îl puteți schimba după cum doriți - fie modificați mărimea câmpului magnetic în sine, fie pur și simplu mutați sursa de câmp în raport cu aceeași buclă închisă. EMF, care apare în acest caz, a fost numită „EMF cu inducție reciprocă”. Dar acesta a fost doar începutul descoperirilor în domeniul inducției. Și mai surprinzător a fost fenomenul de autoinducție, care a fost descoperit de Joseph Henry cam în același timp. În experimentele sale, s-a constatat că câmpul magnetic al bobinei nu numai că a indus un curent într-o altă bobină, dar, de asemenea, atunci când curentul din această bobină s-a schimbat, a indus un EMF suplimentar în ea. Aceasta este ceea ce au numit EMF de auto-inducție. În fenomenele electrice, direcția curentului este de mare interes. S-a dovedit că în cazul EMF-ului de auto-inducție, curentul său este îndreptat împotriva „părintelui” său - curentul datorat EMF-ului principal.
Este posibil să observăm fenomenul de autoinducție?După cum se spune, nu este nimic mai ușor. Asamblăm două circuite electrice: primul este un inductor conectat în serie și un bec, iar al doilea este doar un bec. Le conectăm la baterie printr-un comutator comun. Când porniți, puteți vedea că lumina din circuit cu bobina se aprinde „reticent”, iar al doilea bec, mai rapid „să se ridice”, se aprinde instantaneu. Ce se întâmplă? După pornire, curentul începe să curgă în ambele circuite și se schimbă de la zero la maxim, și se așteaptă doar schimbările curente și inductorul, care generează EMF de auto-inducție. Există un EMF și un circuit închis - înseamnă că există și curentul său, dar este direcționat opus curentului principal al circuitului, care, la final, va atinge valoarea maximă determinată de parametrii circuitului și va opri creșterea, iar dacă nu există nicio schimbare de curent, nu există EMF de auto-inducție. Totul este simplu. O imagine similară, dar „exact opusul”, este observată atunci când curentul este oprit. Fidel „obiceiului său prost” de a contracara orice schimbare a curentului, EMF de auto-inducție își susține fluxul în circuit după o întrerupere a puterii.
Întrebarea a devenit imediat - care este fenomenul de autoinducție? S-a constatat că viteza de schimbare a curentului în conductor afectează EMF-ul de auto-inducție și puteți scrie:
E = L • dI / dt
Отсюда видно, что ЭДС самоиндукции Е este direct proporțională cu viteza de schimbare a curentului dI / dt și cu coeficientul de proporționalitate L, numit inductanță. Pentru contribuția sa la studiul din ce constă fenomenul de autoinducție, George Henry a fost răsplătit prin faptul că a fost numit după unitatea inductanței - Henry (GN). Inductanța circuitului curent este cea care determină fenomenul de autoinducție. Se poate imagina că inductanța este un fel de „stocare” a energiei magnetice. În cazul creșterii curentului în circuit, energia electrică este transformată în energie magnetică, întârzie creșterea curentului, iar când curentul scade, energia magnetică a bobinei este transformată în energie electrică și menține curentul în circuit.
Probabil că toată lumea a trebuit să vadă o scânteie cânddeconectarea ștecherului de la priză este cea mai frecventă manifestare a CEM autoinducției în viața reală. Dar în viața de zi cu zi, curenții de maxim 10-20 A se deschid, iar timpul de deschidere este de aproximativ 20 ms. Cu o inductanță de ordinul 1 H, CEM al autoinducției în acest caz va fi egal cu 500 V. S-ar părea că problema în ce constă fenomenul autoinducției nu este atât de complicată. De fapt, CEM de autoinducție este o mare problemă tehnică. Concluzia este că, atunci când circuitul este întrerupt, când contactele au divergat deja, autoinducția menține fluxul de curent, iar acest lucru duce la arderea contactelor, deoarece în tehnologie, circuitele cu curenți de sute și chiar mii de amperi sunt comutate. Aici vorbim adesea despre un CEM de autoinducție de zeci de mii de volți, iar acest lucru necesită o soluție suplimentară a problemelor tehnice legate de supratensiunile din circuitele electrice.
Dar nu totul este atât de sumbru.Se întâmplă ca acest EMF dăunător să fie foarte util, de exemplu, în sistemele de aprindere ICE. Un astfel de sistem constă dintr-un inductor sub forma unui autotransformator și a unui întrerupător. Un curent este trecut prin înfășurarea primară, care este oprită de un întrerupător. Ca rezultat al unui circuit deschis, are loc o EMF de autoinducție de sute de volți (în timp ce bateria dă doar 12V). În plus, această tensiune este transformată suplimentar și un impuls de peste 10 kV ajunge la bujii.
