Hvilket uttrykk bestemmer emf av selvinduksjon. Fenomenet selvinduksjon

Selvinduksjon er induksjonen av en EMF i en leder når den elektriske strømmen i denne lederen endres.

Når spenning påføres spolen til en elektromagnet, øker ikke strømmen umiddelbart. Det øker gradvis. Økningen i strøm er hemmet av spenningen som er motsatt av den påførte spenningen. Denne spenningen er den elektromotoriske kraften (EMF) til selvinduksjon. EMF-verdien avtar gradvis, og strømmen i elektromagneten øker til nominell verdi.

Samspillet mellom elektriske og magnetiske felt er årsaken til selvinduksjon

Elektriske og magnetiske felt henger sammen: en elektrisk strøm eller et elektrisk felt i endring skaper et magnetfelt.

I sin tur skaper det skiftende magnetfeltet et elektrisk felt.

Tenk på prosessene i en ledende krets når den elektriske strømmen endres i den (for eksempel slås den på eller av).

• En emk induseres i en leder plassert i et skiftende magnetfelt.

• Hvis den elektriske strømmen i lederen endres, oppstår det et skiftende magnetfelt.

• Det skiftende magnetfeltet som skapes av strømmen i lederen induserer selvinduksjons-EMK i samme leder.

Ikke alle elektriske kretser har effekten av selvinduksjon. En glødepære blinker øyeblikkelig når strøm tilføres, og slukker øyeblikkelig når den slås av, og i en elektromagnet, som en konstant spenning påføres og slås av, forlenges prosessene i tid. En lyspære og en elektromagnet har forskjellig treghet.

I mekanikk er treghetsmålet massen: for å sette i gang en massiv gjenstand, må du bruke kraft i en stund.

I elektroteknikk er et mål på treghet en mengde som kalles induktans. Den er merket med symbolet L. Induktansenheten er Henry (H), så vel som avledede enheter: milliHenry (mH), microHenry (µH), og så videre. Jo større induktansen til kretsen er, jo lengre og kraftigere fortsetter transientene. En glødelampe har en veldig liten induktans, mens en elektromagnet har en stor induktans.

I radioteknikk og elektroteknikk brukes choker - deler som har normaliserte induktansverdier.

Figuren viser et diagram av et eksperiment som demonstrerer fenomenet selvinduksjon.

En spole viklet på en ferrittkjerne har en betydelig induktans. Strømkilden er et batteri med en nominell verdi på halvannen volt. Mens vippebryteren er på, lyser lyset svakt, fordi batterispenningen ikke er nok til det. Etter å ha åpnet vippebryteren, blinker lyset sterkt og slukker deretter.

Hvorfor blinker lyspæren etter at strømmen er slått av? Gjennom den utlades selvinduksjons-EMFen som induseres i spolen i det øyeblikket spenningen slås av.

Men hvorfor forblir ikke lyset bare på, men blinker sterkere enn når vippebryteren er på? Selvinduksjons-emf overskrider nominell spenning til batteriet. La oss vurdere hva denne effekten avhenger av.

Hva er selvinduksjonens EMF avhengig av?

Selvinduksjons-emf som oppstår i en elektrisk krets avhenger av dens induktans og av endringshastigheten til strømmen i kretsen.

Hastigheten på endring av strøm er viktig. Hvis den slår seg av umiddelbart, det vil si at endringshastigheten er veldig stor, er selvinduksjons-EMK stor. Den induserte spenningen utlades gjennom de parallelle grenene av kretsen (i lyspæreeksperimentet, gjennom lyspæren).

Selvinduksjon og transiente prosesser i elektriske kretser

Induktansen til en elektrisk komfyr eller glødepære er veldig liten, og strømmen i disse elektriske apparatene, når de slås på og av, vises eller forsvinner nesten umiddelbart. Induktansen til den elektriske motoren er stor, og den "går i modus" i løpet av få minutter.

Hvis du slår av strømmen i en stor elektromagnet med en stor induksjonsverdi, noe som tillater en høy strømnedgang, blinker en gnist mellom kontaktene på bryteren, og i tilfelle en stor strøm kan en spenningsbue antennes. Dette er et farlig fenomen, derfor, i kretser med høy induktans, reduseres strømmen gradvis ved hjelp av en reostat (element med variabel elektrisk motstand).

Sikkert strømbrudd er et alvorlig problem. Alle effektbrytere er utsatt for "støtbelastninger" på grunn av selvinduksjons-EMK når strømmen er slått av, og effektbryterne "gnister". For hver type brytere er den maksimale strømverdien som kan byttes indikert. Hvis strømmen overskrider den tillatte verdien, kan det bryte ut en lysbue i bryteren.

I farlige industrier, i kullgruver, oljelagringsanlegg, er enkel gnistdannelse av brytere uakseptabelt. Her brukes eksplosjonssikre brytere, pålitelig beskyttet av en forseglet plastkasse. Prisen på slike brytere er titalls ganger høyere enn konvensjonelle - dette er en nødvendig betaling for sikkerheten.

>> Selvinduksjon. Induktans

§ 15 SELVINDUKSJON. INDUKTANS

selvinduksjon. Hvis en vekselstrøm flyter gjennom spolen, endres den magnetiske fluksen som trenger inn i spolen. Derfor, i den samme lederen som vekselstrømmen flyter gjennom, oppstår en induksjons-emf. Dette fenomenet kalles selvinduksjon.

Ved selvinduksjon utfører den ledende kretsen en dobbel rolle: en vekselstrøm i lederen får en magnetisk fluks til å vises gjennom overflaten avgrenset av kretsen. Og siden den magnetiske fluksen endres med tiden, vises induksjons-emf. I henhold til Lenz sin regel, i øyeblikket av strømøkning, er intensiteten til det elektriske virvelfeltet rettet mot strømmen. Derfor, i dette øyeblikket, forhindrer virvelfeltet at strømmen stiger. Tvert imot, i det øyeblikket strømmen avtar, støtter virvelfeltet det.

Fenomenet selvinduksjon kan observeres i enkle eksperimenter. Figur 2.13 viser en parallellkobling av to like lamper. En av dem er koblet til kilden gjennom en motstand R, og den andre er koblet i serie med spolen L, utstyrt med en jernkjerne.

Når nøkkelen er lukket, blinker den første lampen nesten umiddelbart, og den andre - med en merkbar forsinkelse. Selvinduksjons-emf i kretsen til denne lampen er stor, og strømstyrken når ikke umiddelbart sin maksimale verdi (fig. 2.14).

Utseendet til EMF av selvinduksjon under åpning kan observeres i eksperimentet med kretsen vist skjematisk i figur 2.15. Når nøkkelen åpnes, oppstår en EMF av selvinduksjon i spolen L, som opprettholder startstrømmen. som et resultat, i åpningsøyeblikket, flyter en strøm gjennom galvanometeret (farget pil), rettet mot den opprinnelige strømmen før åpningen (svart pil). Styrken til strømmen når kretsen åpnes kan overstige styrken til strømmen som går gjennom galvanometeret når nøkkelen er lukket. Dette betyr at EMF for selvinduksjon er større enn EMF til cellebatteriet.

Leksjonens innhold leksjonssammendrag støtteramme leksjonspresentasjon akselerative metoder interaktive teknologier Øve på oppgaver og øvelser selvransakelsesverksteder, treninger, case, oppdrag lekser diskusjonsspørsmål retoriske spørsmål fra studenter Illustrasjoner lyd, videoklipp og multimedia fotografier, bilder grafikk, tabeller, skjemaer humor, anekdoter, vitser, tegneserier lignelser, ordtak, kryssord, sitater Tillegg sammendrag artikler brikker for nysgjerrige jukseark lærebøker grunnleggende og tilleggsordliste andre Forbedre lærebøker og leksjonerrette feil i læreboka oppdatere et fragment i læreboken elementer av innovasjon i leksjonen erstatte foreldet kunnskap med ny Kun for lærere perfekte leksjoner kalenderplan for året metodiske anbefalinger av diskusjonsprogrammet Integrerte leksjoner

Oppfinnelsen angår elektroteknikk, spesielt utformingen av induksjonsstrømgeneratorer, og kan brukes i elektromagnetiske installasjoner og elektriske maskiner, slik som motorer, generatorer, transformatorer, spesielt som en step-up transformator. Det tekniske resultatet består i å øke emf ved utgangen ved å bruke impulsspenninger på sekundærviklingen og implementere en sekundærviklingsdesign som vil tillate direkte fjerning av den resulterende impulsspenningen fra generatoren, og samtidig den totale effekten til primærviklingen. og sekundærviklinger. 6 w.p. fly, 2 ill.

Tegninger til RF-patentet 2524387

Oppfinnelsen vedrører elektroteknikk, spesielt konstruksjoner av pulserende induksjonsstrømgeneratorer.

Hensikten med denne oppfinnelsen er bruken av en pulserende selvinduksjons-EMF-generator for å gi pulserende strømforsyning til forskjellige elektromagnetiske installasjoner og elektriske maskiner, som kan utvide arsenalet av pulserende energikilder betydelig. Den tidligere kjente "Induction Synchronous Generator", søknad RU 9811934 7, publ. 09/10/2000, IPC H02K 21/14, ved bruk av strømmene til statorviklingen, på hvis armatur strømmene pulserer, og induktoren (rotoren), laget beskyttet mot magnetfeltet til strømmene til statorankerviklingen . Lar deg utvide driftsmodusene til generatoren. Imidlertid inneholder generatoren roterende deler, og derfor har den alle ulempene til slike generatorer, dvs. problemene knyttet til bytte av elektrisk kraft er ikke løst. I den foreslåtte utformingen er det umulig å oppnå den nødvendige høyspenningen.

Kjent "Generator av elektrisk energi", søknad RU 9402533 5, publ. 06/10/1996, IPC H02K 19/16, som inneholder komposittringviklinger med en kjerne, en induksjonsspole og en eksitasjonsvikling. Lar deg øke ytelsen til generatoren av elektrisk energi, redusere den induktive motstanden til statorviklingen, redusere kostnadene for mekanisk arbeid ved konvertering av mekanisk energi til elektrisk energi og øke effektiviteten. Generatoren, på grunn av designfunksjonene, tillater imidlertid ikke bruk av selvinduksjons-EMK. Generatoren inneholder roterende deler, og derfor har den alle ulempene med slike generatorer, dvs. problemene knyttet til bytte av elektrisk kraft er ikke løst.

Kjent bruksmodell "Combined electromagnetic winding", patent RU 96443, publ. 27.07.2010, IPC H01F 5/00, der det er to eller flere ledere med ledninger, og lederne er atskilt med et dielektrikum. Lar deg utvide driftsmodusene. Imidlertid brukes begge lederne som primærviklingen, det er ingen høyspent sekundærvikling, som ikke tillater bruk av viklingen i høyspenttransformatorer, og sikrer heller ikke fjerning og bruk av induksjons-EMK fra sekundærviklingen.

Den nærmeste anvendelsen av oppfinnelsen er "Induktiv-statisk metode for generering av elektrisk energi og en anordning for dens implementering", RU 2004124018, publ. 01/27/2006, IPC H01F 1/00, ifølge hvilken det er primære og sekundære viklinger som danner en induktor med overgangen av fri magnetisk energi til en induktivt avhengig tilstand, og induksjonens EMF er indusert og magnetisk flukstetthet oppnås proporsjonalt med økningen i elektrisk kraft. Tillater bruk av en sekundærvikling med en induktans som er mindre med mengden magnetisk flukskomprimering, noe som oppnår proporsjonal komprimering og en økning i den elektriske kraften til generatoren. Metoden bruker induksjon og samtidig statiske genereringsmetoder. Imidlertid er utformingen av sekundærviklingen til generatoren ikke foreslått, noe som tillater direkte fjerning fra generatoren av den resulterende pulserende spenningen og selvinduksjons-EMF-strømmen.

Den nærmeste løsningen er også den klassiske elektriske kretsen for å utføre eksperimenter for å demonstrere elektromagnetisk induksjon når kretsen åpnes. Denne kretsen (enheten) er funksjonelt en selvinduksjons-EMF-pulsgenerator. I forbindelse med det foregående aksepterer vi som prototype installasjonen vist på tegningen - fig. 424 s. 231, lærebok: Fysikkkurs, del to, red. "Nauka", Moskva 1970 Forfattere: L.S. Zhdanov, V.A. Maranjan.

I det klassiske skjemaet er imidlertid den elektriske stålkjernen strukturelt ikke i stand til å utføre to funksjoner i enheten samtidig: en elektrisk ledende vikling og en klassisk, som i prototypen på Fig. 424, magnetisk krets, dvs. kjernen (M) til en induksjon Spole. Prototypen tillater ikke direkte fjerning og bruk av selvinduksjons-EMK som oppstår i kjernen av en klassisk induksjonsspole.

Formålet med den foreslåtte oppfinnelsen er bruken av impulsspenninger og implementeringen av utformingen av sekundærviklingen til generatoren, som ville tillate direkte fjerning fra generatoren av den resulterende impulsspenningen.

Det tekniske resultatet som den foreslåtte tekniske løsningen gir er en betydelig utvidelse av arsenalet av midler for pulserende generering og konvertering av elektrisitet. Det påståtte tekniske resultatet oppnås på grunn av det faktum at selvinduksjons-EMF-pulsgeneratoren er strukturelt utformet i form av primær- og sekundærviklinger av en enfaset opptrappingstransformator i en standard teknisk design (som tar hensyn til det faktum at sekundærviklingen er både funksjonelt en elektrisk leder og en magnetisk krets, det foreslås å betrakte den presenterte designen som den enkleste en induksjonsspole med en kjerne laget i form av en spiralspole med mulighet for å fjerne selvinduksjons-EMF fra den ) og de er utstyrt med to eller flere ledere, som er adskilt av et dielektrikum og hver leder har ledninger. Generatoren skiller seg ved at primærviklingen (lederen) av lavspenning er laget av spiralbånd og har minst 2 omdreininger viklet tett eller med et lite gap, sving til sving, viklingstapen er laget med en bredde på 120 til 200 mm og en tykkelse på 1 til 2 mm; sekundærviklingen (lederen) av høyspenning er også laget av spiralbånd, viklingstapen er laget av elektrisk stål belagt med elektrisk isolasjon og har minst 100 omdreininger viklet tett eller med et lite gap, snu til sving, båndet er laget med en bredde på 120 til 200 mm og ikke mer enn 0,1 mm tykk. Primærviklingen er elektrisk koblet til lavspenningsbatteriet gjennom en bryter for å danne en lukket elektrisk krets, hvor sekundærviklingen er både en elektrisk ledende vikling og en magnetisk krets. I dette tilfellet er vindingene til primærviklingen plassert utenfor vindingene til sekundærviklingen på en slik måte at begge viklingene danner en opptrappingstransformator, der sekundærviklingen er en induksjonsspole til en høyspenningstransformator, som gir elektrisk ledningsevne på grunn av det elektriske stålbåndet isolert med et ytre lag av isolasjon og samtidig utfører funksjonskjernen for primærviklingen, EMF fjernes ved hjelp av ledere som er elektrisk koblet til endene av sekundærviklingstapen, og oppnås på grunn av den periodiske driften av bryternøkkelen, og på grunn av driftsfrekvensen til bryteren, er den beregnede impulsspenningen og strømmen som oppstår i sekundærviklingen gitt av formelen

hvor - hvor L er induktansen til kretsen eller proporsjonalitetskoeffisienten mellom endringshastigheten for strømstyrken i kretsen og den resulterende EMF for selvinduksjon,

- hastigheten på endring av strømstyrke i den elektriske kretsen

I spesielle tilfeller kan primærviklingen være laget av en kobber- eller aluminiumsleder, den kan ha 3 omdreininger eller mer, antall omdreininger er begrenset av transformatorforholdet: forholdet mellom antall omdreininger av sekundærviklingen og antallet av vindinger av primærviklingen, som bestemmer transformasjonsforholdet, dvs. hvor mye spenning i sekundærviklingen er større enn i primærviklingen. For eksempel kan et lavspentbatteri klassifiseres til 12-24 volt og er en likestrømskilde. Spesielt utføres periodisk drift av bryternøkkelen med en industriell frekvens med vekselstrøm på 50 Hz. I dette tilfellet kan frekvensene være teknisk mulige for implementering, men 50 Hz er bedre, siden det er lettere å konvertere eller konsumere det ved å bruke de tilgjengelige standardomformerne eller elektriske apparater. Den beregnede EMF for selvinduksjon i sekundærviklingen er gitt, spesielt av geometrien til kretsen og de magnetiske egenskapene til kjernen for primærviklingen. Så det kan lages med en konturform, som er laget rund med en diameter på 150 mm eller mer, som avhenger av transformasjonsforholdet, som vil bestemme diameteren på sekundærviklingen avhengig av tykkelsen på det elektriske stålet som brukes, eller en rund spiralform. Siden sekundærviklingen er en høyspenningsvikling og er laget av elektrisk stål, betyr dette at dens magnetiske egenskaper bestemmes av selve materialet (dvs. de faktiske magnetiske egenskapene til elektrisk stål).

Oppfinnelsen i den mest generaliserte form er illustrert på tegningene. Den spesifikke utformingen er ikke begrenset til utførelsesformene vist på tegningene.

Figur 1 viser utformingen av primær- og sekundærviklingene og et batteri med nøkkelbryter.

Figur 2 - viser snittet A-A koblet til sekundær- og primærviklingene.

Denne tekniske løsningen er illustrert med en tegning, som ikke dekker alle mulige designalternativer for det presenterte koblingsskjemaet.

Enheten til EMF-pulsgeneratoren for selvinduksjon er vist i fig. 1 og fig. 2 (i snitt), og denne enheten er strukturelt utformet som en enfaset opptrappingstransformator (og er også strukturelt den enkleste induksjonsspolen) ), som består av en primær (1) spiral-tapevikling (kobber- eller aluminiumsleder), 2-3 vindinger 1-2 mm tykk, 120 mm bred, koblet til et lavspentbatteri (2) 12-24 V - en likestrømkilde gjennom en bryternøkkel (3), som danner en lukket elektrisk krets .

Sekundær høyspent spiral-tape vikling (4) laget av elektrisk stål belagt med elektrisk isolasjon, har et antall vindinger på 100 eller mer, tape tykkelse 0,1 mm, bredde 120 mm.

Sekundærviklingen (4) laget av elektrisk stål utfører to funksjoner i strukturen samtidig: en elektrisk ledende vikling og en magnetisk krets.

Som en elektrisk leder er sekundærviklingen (4) høyspentinduksjonsspolen til en opptrappingstransformator.

Som en magnetisk krets er sekundærviklingen (4) kjernen for primærviklingen (2) til en klassisk induksjonsspole.

De primære (1) og sekundære (4) viklingene til en enfaset opptrappingstransformator og er utstyrt med to eller flere ledere (5), de sekundære viklingslederne har en terminal (6) - dvs. EMF fjernes ved hjelp av ledere (5, 6) elektrisk koblet til endene av sekundærviklingstapen, og oppnås på grunn av den periodiske driften av bryternøkkelen (3). Dessuten beregnes strømmene som oppstår i sekundærviklingen av formelen

der L er induktansen til kretsen eller proporsjonalitetskoeffisienten mellom endringshastigheten for strømstyrken i kretsen til primærviklingen (1) og den resulterende EMF av selvinduksjon i sekundærviklingen (2),

- endringshastigheten i strømstyrken i den elektriske kretsen til primærviklingen (1) på grunn av bryternøkkelen (3).

Periodisk drift av nøkkelbryteren (3) utføres med en industriell vekselstrømfrekvens på 50 Hz. Den beregnede EMF for selvinduksjon i sekundærviklingen (4) er gitt av geometrien til kretsen til sekundærviklingen (4) og de magnetiske egenskapene til kjernen (4) for primærviklingen (1).

Formen på kretsen oppnådd av de primære (1) og sekundære (4) viklingene, i den presenterte versjonen, er laget med en rund diameter på 150 mm eller mer.

Enheten fungerer som følger.

Når nøkkelen (3) lukker den elektriske kretsen til primærviklingen (1), oppstår et magnetfelt, hvis energi er lagret i magnetfeltet til sekundærviklingen (4).

Åpning av nøkkelen (3) til kretsen til primærviklingen (1) danner en avtagende strøm, som i henhold til Lenz-regelen har en tendens til å opprettholde EMF for den induserte induksjonen av sekundærviklingen (4).

Som et resultat blir energien som er lagret i magnetfeltet til sekundærviklingen (4) omdannet til ekstra energi av selvinduksjonsstrømmen til primærviklingen (1), som mater den elektriske kretsen til sekundærviklingen (4).

Avhengig av mengden magnetisk energi som er lagret i sekundærviklingen (4), kan kraften til selvinduksjonsstrømmen være forskjellig og bestemmes av den velkjente formelen:

Dermed oppnår denne oppfinnelsen det tekniske resultatet, som består i det faktum at utformingen, materialet og den doble funksjonaliteten til enhetens sekundære vikling lar deg fjerne og effektivt bruke den resulterende selvinduksjons-EMK.

Den industrielle anvendeligheten til den foreslåtte tekniske løsningen bekreftes av de generelle fysikkens regler. Så effekten av selvinduksjon er beskrevet i læreboken (L.S. Zhdanov, V.A. Marandzhyan, fysikkkurs for sekundære spesialiserte institusjoner, del 2 elektrisitet, red. Tredje, stereotypisk, hovedutgave av fysisk og matematisk litteratur, M., 1970 . s. 231,232,233). Selvinduksjon oppstår når kretsen åpnes, den er direkte proporsjonal med endringshastigheten i strømstyrken i den elektriske kretsen. I tradisjonelle kretsløp er fenomenet selvinduksjon alltid ledsaget av utseendet til en gnist som oppstår når kretsen brytes. Siden det i den foreslåtte utformingen ikke er noe brudd i den elektriske kretsen i sekundærviklingen (4) på ​​grunn av dens utforming, avhengig av mengden magnetisk energi som er lagret i denne kretsen, gnister ikke brytestrømmen, men går over i den genererte kraften . I utformingen av sekundærviklingen (4), når likestrømskretsen i primærviklingen (1) åpnes, blir energien som er lagret i magnetfeltet til denne kretsen omdannet til energien til selvinduksjonsstrømmen i sekundærviklingskrets (4).

Siden den elektromotoriske kraften (EMF) kalles en verdi lik arbeidet til ytre krefter, er det i vårt tilfelle det skiftende magnetfeltet til primærspolen (1), referert til en enhet med positiv ladning, dette er EMF som virker i kretsen eller i dens seksjon, i vårt tilfelle er sekundærviklingen (4). Ytre krefter kan karakteriseres av arbeidet de gjør på ladninger som beveger seg langs kjeden, og dimensjonen til EMF faller sammen med dimensjonen til potensialet og måles i de samme enhetene. Derfor kalles vektormengden E også feltstyrken til ytre krefter. Feltet med ytre krefter i vårt tilfelle oppstår på grunn av det vekslende magnetfeltet i primærviklingen (1). Dermed kan EMF som virker i en lukket krets defineres som sirkulasjonen av feltstyrkevektoren til ytre krefter, dvs. ytre krefter som oppstår i primærviklingen (1) på grunn av avbrudd av det elektriske feltet av nøkkelbryteren (3). Denne regelen sikrer forekomsten av induksjons-EMK i sekundærviklingen (4). Dette fysiske fenomenet er beskrevet i læreboken (I.V. Savelyev, Course of Physics, bind 2, elektrisitet, s. 84,85, utg. Second stereotypical, ed. Science, hovedutgaven av fysisk og matematisk litteratur, M., 1966. ) .

I tillegg til ytre krefter påvirkes ladningen av kreftene i det elektrostatiske feltet, som oppstår direkte i sekundærspolen (4).

Enheten bruker også fenomenet elektromagnetisk induksjon beskrevet i (RA Mustafaev, VG Krivtsov, lærebok, fysikk, for å hjelpe universitetssøkere, red. M., Higher School, 1989).

Utformingen av generatoren brukt i den foreslåtte oppfinnelsen som en anordning gjør det således mulig å effektivt generere, fjerne og bruke selvinduksjons-EMK. Dermed kan enheten produseres industrielt og implementeres som en lovende effektiv pulserende selvinduksjons-EMF-generator, som gjør det mulig å utvide arsenalet av tekniske midler for pulsert generering og konvertering av elektrisitet.

KRAV

1. En pulserende selvinduksjons-emk-generator, utformet i form av en enfaset opptrappingstransformator, bestående av primær- og sekundærviklinger og utstyrt med to eller flere ledere som er adskilt av et dielektrikum, og lederen har ledninger, karakterisert ved at lavspent-primærviklingen er laget av spiralbånd og har minst to omdreininger viklet tett eller i liten avstand fra hverandre, viklingstapen er laget 120-200 mm bred og 1-2 mm tykk; den sekundære høyspenningsviklingen er også laget av spiralbånd, viklingstapen er laget av elektrisk stål belagt med elektrisk isolasjon, har minst 100 omdreininger viklet tett eller i liten avstand fra hverandre, båndet er laget 120-200 mm bredt og ikke mer enn 0 tykk, 1 mm, primærviklingen er elektrisk koblet til lavspentbatteriet gjennom en nøkkelbryter for å danne en lukket elektrisk krets, og sekundærviklingen er både en elektrisk ledende vikling og en magnetisk krets, mens vindingene til primærviklingen er plassert utenfor vindingene til sekundærviklingen på en slik måte at begge viklingene danner en step-up transformator, der sekundærviklingen er en induksjonsspole til en step-up transformator, som gir elektrisk ledningsevne pga. et elektrisk stålbånd isolert med et ytre isolasjonslag, og fungerer samtidig som en kjerne for primærviklingen, emk fjernes ved hjelp av ledere , elektrisk koblet til endene av det sekundære viklingsbåndet, og oppnås på grunn av den periodiske driften av bryteren.

2. Pulsgenerator emk selvinduksjon ifølge krav 1, karakterisert ved at primærviklingen er laget av kobber eller aluminiumsleder.

3. Pulsgenerator emk selvinduksjon ifølge krav 1, karakterisert ved at primærviklingen har tre vindinger.

4. Pulsgenerator emf selvinduksjon ifølge krav 1, karakterisert ved at lavspenningsbatteriet er konstruert for 12-24 volt og er en likestrømskilde.

5. Pulsgenerator emk selvinduksjon ifølge krav 1, karakterisert ved at den periodiske driften av nøkkelbryteren utføres med en industriell frekvens på vekselstrøm 50 Hz.

6. Selvinduksjonspulsgenerator ifølge krav 1, karakterisert ved at den beregnede selvinduksjons-emf er tilveiebrakt av geometrien til kretsen og de magnetiske egenskapene til kjernen for primærviklingen.

7. Pulsgenerator emf-selv-induksjon ifølge krav 1, karakterisert ved at formen på kretsen er laget rund med en diameter på 150 mm eller mer.

Når bryteren lukkes i kretsen vist i figur 1, vil det oppstå en elektrisk strøm, hvis retning er vist med enkle piler. Med ankomsten av strøm oppstår et magnetfelt, hvis induksjonslinjer krysser lederen og induserer en elektromotorisk kraft (EMF) i den. Som indikert i artikkelen "Fenomenet med elektromagnetisk induksjon", kalles denne elektromagnetiske strålingen EMF for selvinduksjon. Siden enhver indusert EMF, i henhold til Lenz sin regel, er rettet mot årsaken som forårsaket den, og denne årsaken vil være EMF til batteriet av celler, vil selvinduksjons-EMK til spolen være rettet mot EMF til batteriet. Retningen til selvinduksjons-EMK i figur 1 er vist med doble piler.

Dermed etableres ikke strømmen i kretsen umiddelbart. Først når den magnetiske fluksen er etablert, vil skjæringspunktet mellom lederen og magnetiske linjer stoppe og EMF for selvinduksjon vil forsvinne. Da vil det flyte en konstant strøm i kretsen.

Figur 2 er en grafisk fremstilling av likestrøm. Den horisontale aksen representerer tid og den vertikale aksen representerer strøm. Det kan sees fra figuren at hvis strømmen i det første øyeblikket er 6 A, så vil den i det tredje, syvende og så videre tidspunkt også være lik 6 A.

Figur 3 viser hvordan strømmen i kretsen stilles inn etter innkobling. EMF av selvinduksjon, rettet i øyeblikket av å slå på mot EMF av batteriet av celler, svekker strømmen i kretsen, og derfor, i øyeblikket av å slå på, er strømmen null. Videre, i det første øyeblikket av tiden, er strømmen 2 A, i det andre øyeblikket - 4 A, i det tredje - 5 A, og først etter en tid er strømmen på 6 A etablert i kretsen.

Figur 3. Graf over økningen i strøm i kretsen, tatt i betraktning EMF av selvinduksjon	Figur 4. EMF av selvinduksjon ved åpning av kretsen er rettet i samme retning som EMF til spenningskilden

Når kretsen åpnes (Figur 4), vil forsvinningsstrømmen, hvis retning er vist med en enkelt pil, redusere magnetfeltet. Dette feltet, som avtar fra en viss verdi til null, vil igjen krysse lederen og indusere en EMF av selvinduksjon i den.

Når en elektrisk krets med induktans er slått av, vil EMF for selvinduksjon bli rettet i samme retning som EMF til spenningskilden. Retningen til EMF for selvinduksjon er vist i figur 4 med en dobbel pil. Som et resultat av virkningen av EMF av selvinduksjon, forsvinner ikke strømmen i kretsen umiddelbart.

Dermed er EMF av selvinduksjon alltid rettet mot årsaken som forårsaket den. Når de legger merke til denne egenskapen til det, sier de at selvinduksjonens EMF har en reaktiv karakter.

Grafisk er endringen i strømmen i kretsen vår, tatt i betraktning EMF for selvinduksjon, når den er lukket og når den deretter åpnes på det åttende tidspunktet, vist i figur 5.

Figur 5. Graf over stigning og fall av strømmen i kretsen, tatt i betraktning EMF for selvinduksjon	Figur 6. Induktive strømmer når kretsen er åpnet

Når du åpner kretser som inneholder et stort antall svinger og massive stålkjerner, eller som de sier, har en stor induktans, kan selvinduksjons-EMK være mange ganger større enn EMF-en til spenningskilden. Så, i åpningsøyeblikket, vil luftgapet mellom kniven og den faste klemmen til knivbryteren bli brutt og den elektriske lysbuen som vises vil smelte kobberdelene til knivbryteren, og i fravær av et hus på knivbryter, kan det brenne en persons hender (Figur 6).

I selve kretsen kan selvinduksjons-EMK bryte gjennom isolasjonen av svinger av spoler, elektromagneter og så videre. For å unngå dette, i noen koblingsenheter, er selvinduksjons-EMF-beskyttelse gitt i form av en spesiell kontakt som kortslutter elektromagnetviklingen når den er slått av.

Det bør huskes at selvinduksjonens EMF manifesterer seg ikke bare i øyeblikkene for å slå på og av kretsen, men også med eventuelle endringer i strømmen.

Verdien av EMF for selvinduksjon avhenger av endringshastigheten for strømmen i kretsen. Så for eksempel, hvis for samme krets i ett tilfelle innen 1 sekund endret strømmen i kretsen fra 50 til 40 A (det vil si med 10 A), og i et annet tilfelle fra 50 til 20 A (det vil si ved 30 A ), så vil i det andre tilfellet en tre ganger større EMF av selvinduksjon bli indusert i kretsen.

Verdien av selvinduktansen emf avhenger av induktansen til selve kretsen. Kretser med høy induktans er viklingene til generatorer, elektriske motorer, transformatorer og induksjonsspoler med stålkjerner. Rette ledere har mindre induktans. Korte rette ledere, glødelamper og elektriske varmeovner (ovner, ovner) har praktisk talt ikke induktans, og utseendet til selvinduksjons-EMF observeres nesten ikke i dem.

Den magnetiske fluksen som trenger inn i kretsen og induserer selvinduksjons-EMF i den, er proporsjonal med strømmen som flyter gjennom kretsen:

F = L × Jeg ,

hvor L- proporsjonalitetskoeffisient. Det kalles induktans. La oss definere dimensjonen til induktansen:

Ohm × sek kalles ellers henry (Hn).

1 henry = 10 3 ; millihenry (mH) = 106 mikrohenry (mH).

Induktans, bortsett fra Henry, måles i centimeter:

1 henry = 10 9 cm.

Så for eksempel har 1 km av en telegraflinje en induktans på 0,002 H. Induktansen til viklingene til store elektromagneter når flere hundre henries.

Hvis strømmen i kretsen har endret seg med Δ Jeg, da vil den magnetiske fluksen endres med verdien Δ Ф:

Δ F = L × Δ Jeg .

Verdien av EMF for selvinduksjon, som vil vises i kretsen, vil være lik (formelen for EMF for selvinduksjon):

Med en jevn endring i strøm over tid vil uttrykket være konstant og kan erstattes av uttrykket. Da kan den absolutte verdien av EMF for selvinduksjon som oppstår i kretsen bli funnet som følger:

Basert på den siste formelen kan vi definere induktansenheten - henry:

En leder har en induktans på 1 H hvis det, med en jevn endring i strøm med 1 A på 1 sekund, induseres en selvinduksjons-EMK på 1 V i den.

Som vi har sett ovenfor, forekommer selvinduksjons-EMK i DC-kretsen bare i øyeblikkene den er på, av og med enhver endring i den. Hvis størrelsen på strømmen i kretsen er uendret, er lederens magnetiske fluks konstant og selvinduksjons-EMF kan ikke oppstå (siden. I øyeblikkene med strømendring i kretsen forstyrrer selvinduksjons-EMK strømmen endringer, det vil si at det gir en slags motstand mot det.

Ofte i praksis er det tilfeller når det er nødvendig å lage en spole som ikke har induktans (ytterligere motstander til elektriske måleinstrumenter, motstander til plug-in reostater, etc.). I dette tilfellet brukes en bifilar vikling av spolen (Figur 7)