ظاهرة الاستقراء الذاتي - الضرر والاستفادة

مصطلح الاستقراء في الهندسة الكهربائية يعني حدوث تيار في دائرة كهربائية مغلقة، إذا كان في تدفق مغناطيسي متغير . تم اكتشاف الحث الكهرومغناطيسي قبل مائتي عام فقط من قبل مايكل فاراداي. وقبل ذلك بكثير كان يمكن أن يقوم به أندريه أمبير، الذي أجرى تجارب مماثلة. قام بإدراج قضيب معدني في البكرة، ومن ثم، حظا سعيدا، ذهب إلى غرفة أخرى للنظر في السهم من الجلفانومتر - وفجأة أنها سوف تتحرك. وكان مطلق النار يقوم بعمله بشكل صحيح - كان في الانخفاض، ولكن في حين كان أمبير يتجول في الغرف - كان يعود إلى علامة الصفر. هذه هي الطريقة التي انتظرت ظاهرة الحث الذاتي لمدة اثني عشر عاما أخرى، حتى لفائف والصك والمستكشف هي في نفس الوقت في المكان المناسب.

وكانت النقطة الرئيسية لهذه التجربة أن إمف الحث يحدث فقط عندما يكون المجال المغناطيسي يمر من خلال التغييرات الدائرة المغلقة. ولكن يمكنك تغييره كما تريد - أو تغيير قيمة المجال المغناطيسي نفسه، أو ببساطة نقل مصدر الحقل فيما يتعلق حلقة مغلقة نفسها. إمف، والذي يحدث في هذه الحالة، ودعا "إمف الحث المتبادل." ولكن هذا لم يكن سوى بداية الاكتشافات في مجال الاستقراء. والأكثر إثارة للدهشة هو ظاهرة الاستقراء الذاتي، التي اكتشفها جوزيف هنري في نفس الوقت تقريبا. في تجاربه وجد أن المجال المغناطيسي لفائف لا يسبب سوى تيار في لفائف أخرى، ولكن أيضا مع تغيير في التيار في هذا الملف، كما أنها تسببت في إمف إضافية في ذلك. هنا هو شيء يسمى إمف الحث الذاتي. في الظواهر الكهربائية، واتجاه التيار هو من مصلحة كبيرة. اتضح أنه في حالة الحث الذاتي إمف، يتم توجيه التيار الحالي ضد "الوالد" - التيار الناجم عن إمف الأساسية.

هل من الممكن مراقبة ظاهرة الاستقراء الذاتي؟ كما يقولون، لا شيء أسهل. سنقوم بجمع اثنين من الدوائر الكهربائية: الأولى - سلسلة متصلة مغو ومصباح كهربائي، والثاني - سوى لمبة ضوء. نحن توصيلها إلى البطارية من خلال التبديل المشترك. عند تشغيل، يمكنك أن ترى أن الضوء في سلسلة مع لفائف تضيء "على مضض"، ومصباح كهربائي الثاني، وأسرع "حتى"، يتحول على الفور. ماذا يحدث؟ في كل من الدوائر، بعد التبديل على، يبدأ التيار في التدفق، ويتغير من الصفر إلى أقصى حد، وفقط التغييرات الحالية ومحث الذي يوقظ إمف من الاستقراء الذاتي. هناك إمف ودائرة مغلقة - وهذا يعني أن هناك أيضا تيارها، ولكن يتم توجيهها عكس التيار الرئيسي للدائرة، والتي تصل في نهاية المطاف إلى أقصى قيمة تحددها المعلمات من الدائرة، ويتوقف عن النمو، وإذا لم يكن هناك تغيير الحالي، لا يوجد إمف الذاتي الحث. انها بسيطة. وتظهر صورة مماثلة، ولكن مع "دقة على العكس من ذلك،" عندما يتم إيقاف التيار. تماشيا مع "العادة السيئة" لمواجهة أي تغيير في التيار، إمف من الحث الذاتي يبقيه يتدفق في الدائرة بعد انقطاع التيار الكهربائي.

أصبح على الفور السؤال - ما هي ظاهرة الاستقراء الذاتي؟ وقد وجد أن القوة الكهربية للحث الذاتي تتأثر بمعدل تغير التيار في الموصل، ويمكن كتابته:

E = L • دي / دت

من هذا يمكن أن نرى أن إمف من الحث الذاتي E يتناسب طرديا مع معدل التغير في دي / دت الحالي ومعامل التناسب L، ودعا الحث. لمساهمته في دراسة مسألة ما هي ظاهرة التحريض الذاتي يتكون من، وكان جورج هنري يكافأ من حقيقة أن اسمه هو وحدة قياس الحث - هنري (ه). هو الحث من الدائرة تدفق الحالية التي تحدد ظاهرة الذاتي الحث. يمكن للمرء أن يتصور أن الحث هو نوع من "مخزن" من الطاقة المغناطيسية. في حالة زيادة التيار في الدائرة، يتم تحويل الطاقة الكهربائية إلى مغناطيسي واحد، يؤخر النمو الحالي، وعندما يتم تخفيض التيار، يتم تحويل الطاقة المغناطيسية لفائف إلى واحدة الكهربائية ويحافظ على تيار في الدائرة.

ربما كان الجميع لرؤية شرارة عند إيقاف المكونات من منفذ - وهذا هو الإصدار الأكثر شيوعا من مظهر من مظاهر إمف التحريض الذاتي في الحياة الحقيقية. ولكن في الحياة اليومية التيارات التي يتم فتحها في حد أقصى من 10-20 ألف، وفتح الوقت هو من أجل 20 ميللي ثانية. مع محاثة من أجل 1 غ، فإن إمف من الاستقراء الذاتي في هذه الحالة يكون 500 V. ويبدو أن مسألة ما هي ظاهرة التحريض الذاتي يتكون في ليست معقدة جدا. وفي الواقع، إمف من الحث الذاتي يمثل مشكلة فنية كبيرة. وخلاصة القول هو أنه عندما فواصل الدائرة، عندما قطعت الاتصالات بالفعل، والحث الذاتي يحافظ على التدفق الحالي، وهذا يؤدي إلى الإرهاق من الاتصالات، لأن في الدائرة الدائرة مع التيارات من مئات وحتى الآلاف من أمبير تخفيف. هنا في كثير من الأحيان هو مسألة إمف الحث الذاتي في عشرات الآلاف من فولت، وهذا يتطلب حلا إضافيا من القضايا التقنية المتعلقة أوفيرفولتاجيس في الدوائر الكهربائية.

ولكن ليس كل شيء قاتمة جدا. يحدث أن هذا إمف ضارة مفيد جدا، على سبيل المثال، في أنظمة الاشتعال أيس. ويتكون هذا النظام من مغو في شكل المحول التلقائي وقاطع. يتم تمرير تيار من خلال اللف الأولي، الذي يتم إيقافه من قبل الكسارة. نتيجة لإنهاء الدائرة، يحدث إمف الذاتي الاستقراء في مئات من فولت (مع البطارية إعطاء فقط 12V). ثم يتم تحويل هذا الجهد أكثر من ذلك، شرارة أكثر من 10 كيلو فولت يتم تطبيقها على شمعات الإشعال.