Zelfinductie en wederzijdse inductie
EMF van zelfinductie
Een variabele stroom creëert altijd een variabele magnetisch veld, wat op zijn beurt altijd veroorzaakt EMV... Bij elke stroomverandering in de spoel (of in het algemeen in de draad), wekt het zelf een EMF van zelfinductie op.
Wanneer een emf in een spoel wordt geïnduceerd door een verandering in zijn eigen magnetische flux, hangt de grootte van die emf af van de veranderingssnelheid van de stroom. Hoe groter de veranderingssnelheid van de stroom, hoe groter de EMF van de zelfinductie.
De grootte van de emf van zelfinductie hangt ook af van het aantal windingen van de spoel, de dichtheid van hun wikkeling en de grootte van de spoel. Hoe groter de diameter van de spoel, het aantal windingen en de dichtheid van de wikkeling, hoe groter de EMF van zelfinductie. Deze afhankelijkheid van de EMF van zelfinductie van de veranderingssnelheid van de stroom in de spoel, het aantal windingen en afmetingen is van groot belang in de elektrotechniek.
De richting van de emf van zelfinductie wordt bepaald door de wet van Lenz. De EMF van zelfinductie heeft altijd een richting waarin het een verandering in de stroom die het veroorzaakte voorkomt.
Met andere woorden, de vermindering van de stroom in de spoel leidt tot het verschijnen van een EMF van zelfinductie die in de richting van de stroom is gericht, d.w.z. de vermindering ervan voorkomen. Omgekeerd, als de stroom in de spoel toeneemt, verschijnt er een EMF van zelfinductie, gericht tegen de stroom, dat wil zeggen dat de toename ervan wordt voorkomen.
Men mag niet vergeten dat als de stroom in de spoel niet verandert, er geen EMF van zelfinductie optreedt. Het fenomeen van zelfinductie is vooral uitgesproken in een circuit dat een spoel met een ijzeren kern bevat, aangezien ijzer de magnetische flux van de spoel aanzienlijk verhoogt en dienovereenkomstig de grootte van de EMF van de zelfinductie wanneer deze verandert.
Inductie
We weten dus dat de grootte van de zelfinductie-EMK in de spoel, naast de veranderingssnelheid van de stroom erin, ook afhangt van de grootte van de spoel en het aantal windingen.
Daarom zijn spoelen van verschillend ontwerp met dezelfde mate van stroomverandering in staat tot zelfinducerende emf van zelfinductie van verschillende grootte.
Om spoelen van elkaar te onderscheiden door hun vermogen om EMF van zelfinductie op zichzelf te induceren, werd het concept van inductieve spoelen of zelfinductiecoëfficiënt geïntroduceerd.
De inductantie van de spoel is een grootheid die kenmerkend is voor de eigenschap van de spoel om zelf de EMF van zelfinductie te induceren.
De inductantie van een bepaalde spoel is een constante waarde, onafhankelijk van zowel de sterkte van de stroom die er doorheen gaat als de snelheid waarmee deze verandert.
Henry - dit is de inductantie van zo'n spoel (of draad) waarin, wanneer de stroomsterkte in 1 seconde met 1 ampère verandert, een EMF van zelfinductie van 1 volt ontstaat.
In de praktijk heb je soms een spoel (of spoel) nodig die geen zelfinductie heeft. In dit geval wordt de draad op een spoel gewikkeld, nadat deze eerder twee keer is gevouwen. Deze wikkelmethode wordt bifilair genoemd.
EMF van wederzijdse inductie
We weten dat de EMF van inductie in een spoel niet kan worden veroorzaakt door de elektromagneet erin te bewegen, maar door alleen de stroom in de spoel te veranderen. Maar wat, om een EMF van inductie in de ene spoel te veroorzaken door een stroomverandering in een andere, is het absoluut niet nodig om de ene in de andere te plaatsen, maar je kunt ze naast elkaar plaatsen
En in dit geval, wanneer de stroom in één spoel verandert, zal de resulterende wisselende magnetische flux de windingen van de andere spoel doordringen (kruisen) en daarin EMF veroorzaken.
Onderlinge inductie maakt het mogelijk om verschillende elektrische circuits met elkaar te verbinden door middel van een magnetisch veld. Deze verbinding wordt gewoonlijk een inductieve koppeling genoemd.
De grootte van de wederzijdse inductie-emf hangt voornamelijk af van de snelheid waarmee de stroom in de eerste spoel verandert…. Hoe sneller de stroom erin verandert, hoe groter de EMF van de wederzijdse inductie.
Bovendien hangt de grootte van de wederzijdse inductie-EMV af van de grootte van de inductantie van de twee spoelen en hun relatieve positie, evenals van de magnetische permeabiliteit van de omgeving.
Daarom zijn spoelen, die verschillend zijn in hun inductantie en onderlinge opstelling en in verschillende omgevingen, in staat om in elkaar wederzijdse inductie-EMV's van verschillende grootte te induceren.
Onderscheid kunnen maken tussen verschillende paren spoelen door hun vermogen om wederzijds een EMF op te wekken, het begrip wederzijdse inductie of wederzijdse inductiecoëfficiënt.
Wederzijdse inductantie wordt aangeduid met de letter M. De eenheid voor de meting, zoals inductantie, is de henry.
Een henry is een zodanige wederzijdse inductie van twee spoelen dat een stroomverandering in de ene spoel van 1 ampère gedurende 1 seconde een emf van wederzijdse inductie veroorzaakt gelijk aan 1 volt in de andere spoel.
De grootte van de wederzijdse inductie-EMV wordt beïnvloed door de magnetische permeabiliteit van de omgeving. Hoe groter de magnetische permeabiliteit van het medium waardoor de wisselende magnetische flux die de spoelen verbindt wordt gesloten, hoe sterker de inductieve koppeling van de spoelen en hoe groter de EMF-waarde van de onderlinge inductie.
Het werk is gebaseerd op het fenomeen van wederzijdse inductie in zo'n belangrijk elektrisch apparaat als een transformator.
Het werkingsprincipe van de transformator
Het werkingsprincipe van de transformator is gebaseerd op het fenomeen van elektromagnetische inductie en is als volgt. Om de ijzeren kern zijn twee spoelen gewikkeld, de ene is aangesloten op een wisselstroombron en de andere op een stroomput (weerstand).
Een spoel die is aangesloten op een wisselstroombron creëert een wisselende magnetische flux in de kern, die een EMF induceert in de andere spoel.
De spoel die is aangesloten op de AC-bron wordt de primaire genoemd en de spoel waarop de consument is aangesloten, wordt de secundaire genoemd. Maar aangezien de wisselende magnetische flux tegelijkertijd beide spoelen doordringt, wordt in elk van hen een wisselende EMF geïnduceerd.
De grootte van de EMF van elke winding hangt, net als de EMF van de gehele spoel, af van de grootte van de magnetische flux die de spoel binnendringt en de snelheid waarmee deze verandert.De veranderingssnelheid van de magnetische flux hangt alleen af van de frequentie van directe wisselstroom voor een bepaalde stroom. De grootte van de magnetische flux is ook constant voor deze transformator. Daarom hangt in de beschouwde transformator de EMF in elke wikkeling alleen af van het aantal windingen erin.
De verhouding tussen primaire en secundaire spanning is gelijk aan de verhouding van het aantal windingen van de primaire en secundaire wikkelingen. Deze relatie heet transformatiefactor (K).
Als de netspanning wordt toegepast op een van de wikkelingen van de transformator, wordt de spanning van de andere wikkeling verwijderd, die groter of kleiner is dan de netspanning, zo vaak als het aantal windingen van de secundaire wikkeling meer of meer is. minder.
Als een spanning wordt verwijderd uit de secundaire wikkeling die groter is dan die geleverd aan de primaire wikkeling, wordt zo'n transformator step-up genoemd. Integendeel, als een spanning wordt verwijderd van de secundaire wikkeling, minder dan de primaire, dan wordt zo'n transformator step-down genoemd. Elke transformator kan als step-up of step-down worden gebruikt.
De transformatieverhouding wordt meestal aangegeven in het paspoort van de transformator als een verhouding van de hoogste spanning tot de laagste, dat wil zeggen dat deze altijd groter is dan één.