Явление самоиндукции останавливает возрастание силы тока при возникновении электрического поля.
Если вы увлекаетесь электричеством, такое понятие, как самоиндукция, попадалось вам на слух. Фактически, это явление присуще реактивной части сопротивления, в прямом виде в магнитных катушках, и в непрямом в параметрах нежелательных связей.
Данный обзор поможет вам разобраться с возникновением и самим понятием самоиндукции, и где она используется.
ОБЪЯСНЕНИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ САМОИНДУКЦИИ
Явление магнитной самоиндукции, это возникновение в проводнике движущей силы электричества, которая двигается в другую сторону от напряжения элемента питания при прохождении через него электричества.
Это напоминает описание закона Майкла Фарадея о возникновении электричества:
Когда магнитный поток протекает через проводник, в нем появляется движущая сила электричества. Она соответствует скорости изменения магнитного потока (мат. Производная по времени).
E=dF/dt
- Е-это движущая сила;
- F-электричество;
- Вб-единица измерения<<вебер>>.
КОЭФФИЦИЕНТ СООТВЕТСТВИЯ
Уже говорилось о том, что возникновение магнитной самоиндукции типично реактивной части сопротивления, поэтому разберем явление магнитной индукции на примере спиральной катушки из изолированного проводника.
Для усиления возможности возникновения электрического тока, увеличивают число оборотов проводника вокруг катушки или добавляют сердцевину, из мягкого магнитного или иного элемента.
Измеряется индуктивность в Генри.
Возникновение поля определяется сопротивлением проводника-току. Поскольку возле каждого проводящего элемента по которому проходит ток, возникает магнитное поле, даже если присоединить проводник к меняющемуся полю-в нем возникнет электричество.
Все поля витков проводящего элемента складываются в месте. В винтовой намотке возникает магнитное поле. Если изменить полярность, сменится и электромагнитный поток.
Следуя закону Майкла Фарадея, если через катушку будет проходить меняющееся поле, то в ней зародится электрический ток и электродвижущая сила.
Эти потоки будут мешать возникновению тока, который проходит в индуктивности от элемента питания к напряжению. Другое название экстра токи движущей силы электромагнитной индукции. Чем выше коэффициент пропорциональности, тем быстрее ток-тем мощнее движущая сила.
При повышении тока в магнитной катушке происходит возникновение электрической силы магнитной самоиндукции, движущаяся против нагрузки элемента питания, следовательно, увеличение тока станет медленнее.
Это же случится при уменьшении — самоиндукция сделает возможным возникновение движущей силы, она будет удерживать ток в винтовой намотке в прежней направленности. Нагрузка на концах элемента из проводника будет другой полярности от элемента питания.
Еще одно обозначение показателя сети: электромагнитный поток, пропорционален току, но в уравнении сама индуктивность становится показателем пропорции.
Ф=L*I
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ УСТРОЙСТВО И ВЗАИМНАЯ САМОИНДУКЦИЯ
Если разместить две катушки из проводника рядом, на одной сердцевине, то можно заметить эффект взаимодействия.
Проведем меняющийся поток электрического тока через одну винтовую катушку, он будет проходить и через обмотку второй катушки. На концах, будет выходить движущая сила самоиндукции.
Данная ЭДС подчиняется величине провода, также, количеству оборотов проводника и магнитной проводимости.
При расположении двух проводниковых элементов просто рядом-электродвижущая сила будет невысокой, а после расположения их на магнитной сердцевине, сила вырастет.
Это принцип работы электромагнитного статического устройства. Любопытно: такое взаимодействие катушек называется индуктивной связью.
ПЛЮСЫ И МИНУСЫ возникновения самоиндукции
Если все понятно с теорией, рассмотрим практику. Возьмем примеры того, что мы видим в повседневной жизни и технологиях. Полезным устройством является трансформатор, его работу описывали выше.
Сейчас менее распространенный, но каждый день используемый в светильниках-люминесцентные лампы. Их работа происходит на самоиндукции.
При включении напряжения ток следует по следующей цепи: момент фазы-ограничитель(катушка)-нагреватель-пусковой элемент-нагреватель-нейтраль.
Или проще-фаза и ноль. После включения пускового элемента, его соединения размыкаются и катушка индуктивности продолжает удерживать напряжение и приводит движущую силу самостоятельной индукции большого значения.
Так происходит включение света в лампе.
Точно также работает двигатель автомобилей и мотоциклов на бензине. В них механический (прерыватель) или полупроводниковый (транзистор в компьютере) переключатель установлен в зазоре между индуктором и минусом.
Этот ключ, когда в цилиндре должна образоваться искра для зажигания топлива, разрывает цепь питания катушки.
Тогда энергия, скопленная в катушке, повышает движущую силу самоиндукции, и накал на свече зажигания увеличивается, пока не взорвется искра или не выгорит катушка.
В элементах питания музыкальной техники часто приходится уменьшать излишние шумы и частоты. Для этого применяются специальные фильтры.Возможны фильтры низких или высоких частот.
По причине блокировки возрастания электрического тока и противодействие меняющегося, значит можно достичь нужных результатов.
Самостоятельно индуцируемые электромагнитные поля вредны для контактов выключателей, автоматических выключателей, розеток, автоматов и других.
Возможно, вы заметили, что когда вы снимаете заглушку пылесоса во время его использования, вспышка внутри очень часто заметна. Это сопротивление изменению тока в катушке.
В проводниках все серьезнее-даже малая пропорциональность потоков может привести к их повреждению во время высоких значений напряжения. Для предохранения ставят элементы от перенапряжения, на которые распределяется энергия индукции.
ВЫВОД
В заключении установим что условиями возникновения самостоятельной индукции являются: наличие пропорциональности потоков в цепи и изменение тока в нагрузке.
Это может произойти во время работы, при смене режимов или в случае разрушительных воздействий, а также при переключении устройств.
Это явление может повредить контакты реле и пускателей, поскольку оно приводит к образованию дуги при размыкании индуктивных цепей, например, электродвигателей. Чтобы уменьшить негативные эффекты, большинство коммутационных устройств оборудованы дугогасительными камерами.
В полезных целях явление ЭДС используется довольно часто: от фильтра с плавными пульсациями тока и частотного фильтра в музыкальном оборудовании до трансформаторов и катушек зажигания высокого напряжения в автомобилях.
