/ / ปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำตัวเอง - อันตรายและผลประโยชน์

ปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำตัวเอง - อันตรายและผลประโยชน์

คำว่าการเหนี่ยวนำในวิศวกรรมไฟฟ้าหมายถึงการเกิดกระแสในวงจรปิดไฟฟ้าหากอยู่ในฟลักซ์แม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลง การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าถูกค้นพบโดย Michael Faraday เมื่อสองร้อยปีก่อน Andre Ampere ก่อนหน้านี้หลายคนสามารถทำได้ซึ่งทำการทดลองที่คล้ายกัน เขาสอดแท่งโลหะเข้าไปในขดลวดจากนั้นโชคร้ายเขาก็เข้าไปในห้องอื่นเพื่อดูลูกศรของกัลวาโนมิเตอร์ - และทันใดนั้นมันก็จะเคลื่อนที่ และลูกศรก็ทำหน้าที่ของมันอย่างสม่ำเสมอ - มันเบี่ยงเบนไป แต่ในขณะที่แอมแปร์เดินผ่านห้องต่างๆมันกลับเป็นศูนย์ นี่คือปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำตัวเองรออีกสิบปีจนกระทั่งขดลวดอุปกรณ์และนักวิจัยอยู่ในสถานที่ที่เหมาะสมในเวลาเดียวกัน

ประเด็นหลักของการทดลองนี้คือEMF ของการเหนี่ยวนำเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อสนามแม่เหล็กที่ผ่านวงปิดเปลี่ยนไป แต่คุณสามารถเปลี่ยนได้ตามใจชอบไม่ว่าจะเปลี่ยนขนาดของสนามแม่เหล็กเองหรือเพียงแค่ย้ายแหล่งสนามที่สัมพันธ์กับวงปิดเดียวกัน EMF ที่เกิดขึ้นในกรณีนี้เรียกว่า“ EMF ของการเหนี่ยวนำซึ่งกันและกัน” แต่นี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้นของการค้นพบในด้านการเหนี่ยวนำ สิ่งที่น่าประหลาดใจยิ่งกว่าคือปรากฏการณ์ของการชักนำตนเองซึ่งโจเซฟเฮนรีค้นพบในช่วงเวลาเดียวกัน ในการทดลองของเขาพบว่าสนามแม่เหล็กของขดลวดไม่เพียง แต่ทำให้เกิดกระแสในขดลวดอื่น แต่เมื่อกระแสในขดลวดนี้เปลี่ยนไปทำให้เกิด EMF เพิ่มเติมในนั้น นี่คือสิ่งที่พวกเขาเรียกว่า EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเอง ในปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าทิศทางของกระแสไฟฟ้าเป็นที่สนใจอย่างมาก ปรากฎว่าในกรณีของ EMF แบบเหนี่ยวนำตัวเองกระแสของมันจะพุ่งตรงข้ามกับ "พาเรนต์" - กระแสที่เกิดจาก EMF หลัก

เป็นไปได้ไหมที่จะสังเกตปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำตัวเอง?อย่างที่พวกเขาพูดไม่มีอะไรง่ายกว่า มาประกอบวงจรไฟฟ้าสองวงจร: ตัวแรกคือตัวเหนี่ยวนำที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมและหลอดไฟและอันที่สองเป็นเพียงหลอดไฟ เราเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ผ่านสวิตช์ทั่วไป เมื่อคุณเปิดเครื่องคุณจะเห็นว่าหลอดไฟในวงจรที่มีคอยล์สว่างขึ้น "อย่างไม่เต็มใจ" และหลอดไฟดวงที่สอง "ขึ้นเนิน" ที่เร็วกว่าจะเปิดทันที เกิดอะไรขึ้น? ในวงจรทั้งสองหลังจากเปิดเครื่องกระแสจะเริ่มไหลและเปลี่ยนจากศูนย์ไปเป็นค่าสูงสุดและเป็นเพียงการเปลี่ยนแปลงของกระแสที่ขดลวดเหนี่ยวนำกำลังรอซึ่งจะสร้าง EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเอง มี EMF และวงจรปิดซึ่งหมายความว่ามีกระแสอยู่ด้วย แต่จะตรงข้ามกับกระแสหลักของวงจรซึ่งในท้ายที่สุดจะถึงค่าสูงสุดที่กำหนดโดยพารามิเตอร์ของวงจรและ จะหยุดการเจริญเติบโตและเนื่องจากไม่มีการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันจึงไม่มี EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเอง เป็นเรื่องง่าย จะสังเกตเห็นภาพที่คล้ายกัน แต่ตรงกันข้ามเมื่อปิดกระแสไฟฟ้า ตามความเป็นจริงของ "นิสัยที่ไม่ดี" ในการต่อต้านการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ของกระแสไฟฟ้า EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเองจะรักษาการไหลในวงจรหลังจากปิดเครื่อง

คำถามเกิดขึ้นทันที - ปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำตัวเองคืออะไร? พบว่า EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเองได้รับผลกระทบจากอัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสในตัวนำและคุณสามารถเขียน:

E = L • dI / dt

จากที่นี่จะเห็นได้ว่า EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเอง Eเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของ dI / dt ปัจจุบันและค่าสัมประสิทธิ์ของสัดส่วน L เรียกว่าการเหนี่ยวนำ สำหรับการมีส่วนร่วมในการศึกษาคำถามที่ว่าปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำตัวเองประกอบด้วยอะไรจอร์จเฮนรีได้รับรางวัลจากข้อเท็จจริงที่ว่าชื่อของเขามีหน่วยวัดความเหนี่ยวนำ - เฮนรี (Hn) มันคือการเหนี่ยวนำของวงจรการไหลของกระแสที่กำหนดปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำตัวเอง คุณคงนึกออกว่าการเหนี่ยวนำเป็น "คลัง" พลังงานแม่เหล็กชนิดหนึ่ง ในกรณีของการเพิ่มขึ้นของกระแสในวงจรพลังงานไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นพลังงานแม่เหล็กยับยั้งการเติบโตของกระแสไฟฟ้าและเมื่อกระแสไฟฟ้าลดลงพลังงานแม่เหล็กของขดลวดจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าและรักษา กระแสในวงจร

ทุกคนอาจต้องเห็นประกายไฟเมื่อการถอดปลั๊กออกจากเต้าเสียบเป็นอาการที่พบบ่อยที่สุดของ EMF แบบเหนี่ยวนำตัวเองในชีวิตจริง แต่ในชีวิตประจำวันกระแสเปิดสูงสุด 10-20 A และเวลาเปิดประมาณ 20 มิลลิวินาที ด้วยการเหนี่ยวนำของลำดับ 1 H EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเองในกรณีนี้จะเท่ากับ 500 V ดูเหมือนว่าคำถามที่ว่าปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำตัวเองประกอบด้วยอะไรนั้นไม่ซับซ้อนนัก ในความเป็นจริง EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเองเป็นปัญหาทางเทคนิคที่ยิ่งใหญ่ บรรทัดล่างคือเมื่อวงจรเสียเมื่อหน้าสัมผัสถูกแยกออกไปแล้วการเหนี่ยวนำตัวเองจะรักษาการไหลของกระแสและสิ่งนี้นำไปสู่ความเหนื่อยหน่ายของหน้าสัมผัสเนื่องจาก ในเทคโนโลยีจะมีการเปลี่ยนวงจรที่มีกระแสหลายร้อยถึงหลายพันแอมแปร์ ที่นี่เรามักพูดถึง EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเองจำนวนนับหมื่นโวลต์และสิ่งนี้ต้องการการแก้ไขปัญหาทางเทคนิคเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้าเกินในวงจรไฟฟ้า

แต่ไม่ใช่ว่าทุกอย่างจะมืดมนเกิดขึ้นที่ EMF ที่เป็นอันตรายนี้มีประโยชน์มากเช่นในระบบจุดระเบิด ICE ระบบดังกล่าวประกอบด้วยตัวเหนี่ยวนำในรูปแบบของตัวแปลงอัตโนมัติและเบรกเกอร์ กระแสจะถูกส่งผ่านขดลวดปฐมภูมิซึ่งเบรกเกอร์ปิด อันเป็นผลมาจากวงจรเปิด EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเองหลายร้อยโวลต์เกิดขึ้น (ในขณะที่แบตเตอรี่ให้เพียง 12V) นอกจากนี้แรงดันไฟฟ้านี้ยังถูกแปลงเพิ่มเติมและพัลส์มากกว่า 10 kV จะมาถึงที่หัวเทียน

ชอบ:
0
บทความยอดนิยม
การพัฒนาทางจิตวิญญาณ
อาหาร
Y