kategorier: Praktisk elektronik, Begynderelektrikere
Antal visninger: 87343
Kommentarer til artiklen: 2
Sådan registreres lukkede sløjfer
Hvis fysik blev godt undervist på din skole, husker du sandsynligvis oplevelsen, der tydeligt forklarede fænomenet elektromagnetisk induktion.
Udad så det sådan ud: Læreren kom til klasseværelset, ledsagerne bragte nogle apparater og lagde dem på bordet. Efter at have forklaret det teoretiske materiale, begyndte en demonstration af eksperimenter, som tydeligt illustrerer historien.
Elektromagnetisk induktion
At demonstrere det krævede fænomen elektromagnetisk induktion spole meget stor, kraftig direkte magnet, forbindelsesledninger og en enhed kaldet et galvanometer.
Galvanometerets udseende var en flad kasse, der var lidt større end et standard A4-ark, og bag frontvæggen, som blev lukket med glas, blev der placeret en skala med et nul i midten. Bag det samme glas kunne man se en tyk sort pil. Alt dette var ganske adskilt selv fra de nyeste skriveborde.
Galvanometerledningerne blev forbundet til spolen ved hjælp af ledninger, hvorefter magneten simpelthen bevæges op og ned inde i spolen for hånd. Galvanometer-nålen bevægede sig fra side til side til takten af magneten, hvilket indikerede, at en strøm løb gennem spolen. Sandt nok, efter endt uddannelse, fortalte en ven af fysiklæreren mig, at på bagvæggen af galvanometeret var der et forsænket håndtag, som blev brugt til manuelt at bevæge skyderen, hvis eksperimentet mislykkedes.
Nu virker sådanne eksperimenter enkle og næsten ikke værdige til opmærksomhed. Men elektromagnetisk induktion bruges nu i mange elektriske maskiner og enheder. I 1831 blev Michael Faraday beskæftiget med sin undersøgelse.
På det tidspunkt var der stadig ikke nok følsomme og præcise instrumenter, så det tog mange år at gætte, at magneten skulle bevæge sig inde i spolen. Magneter af forskellige former og styrker blev prøvet, spolens opviklingsdata ændrede sig også, magneten blev påført spolen på forskellige måder, men kun den skiftende magnetiske flux opnået ved magnetens bevægelse førte til positive resultater.
Faradays undersøgelser har vist, at den elektromotoriske kraft, der opstår i et lukket kredsløb (spole og galvanometer ifølge vores erfaring), afhænger af hastigheden for ændring af magnetisk flux, begrænset af spolens indre diameter. I dette tilfælde er det helt ligeglad med, hvordan ændringen i magnetfluxen sker: enten på grund af en ændring i magnetfeltet eller på grund af spolens bevægelse i et konstant magnetfelt.
Selvinduktion, EMF for selvinduktion
Den mest interessante ting er, at spolen er i sit eget magnetfelt skabt af strømmen der strømmer gennem den. Hvis strømmen i det betragtede kredsløb (spole og eksterne kredsløb) ændres af en eller anden grund, ændres også den magnetiske flux, der forårsager EMF.
Denne EMF kaldes selvinducerende EMF. En bemærkelsesværdig russisk videnskabsmand E.Kh studerede dette fænomen. Lenz. I 1833 opdagede han loven om interaktion mellem magnetfelter i en spole, hvilket førte til selvinduktion. Denne lov er nu kendt som Lenz-loven. (Ikke at forveksle med Joule-Lenz-loven)!
Lenz's lov siger, at retningen af induktionsstrømmen, der opstår i et ledende lukket kredsløb, er sådan, at det skaber et magnetfelt, der modvirker ændringen i magnetfluxen, der forårsagede induktionsstrømmen.
I dette tilfælde er spolen i sin egen magnetiske flux, der er direkte proportional med strømstyrken: Ф = L * I.
I denne formel er der en proportionalitetskoefficient L, også kaldet spolens induktans eller selvinduktionskoefficient. I SI-systemet kaldes induktionsenheden henry (GN).Hvis spolen med en konstant strøm på 1A skaber sin egen magnetiske flux på 1VB, har en sådan spole en induktans på 1H.
Som en ladet kondensator, der har en forsyning med elektrisk energi, har spolen, gennem hvilken strømmen strømmer, en forsyning af magnetisk energi. På grund af fænomenet med selvinduktion, indstilles strømmen med en forsinkelse, hvis spolen er forbundet til et kredsløb med en EMF-kilde.
På samme måde stopper det ikke med det samme, når det kobles fra. I dette tilfælde virker den selvinduktionerende EMF på spoleterminalerne, hvis værdi er væsentligt (tidoblet) højere end strømkildens EMF. For eksempel bruges et lignende fænomen i tændspoler af biler, i horisontale scanninger af fjernsyn samt i standardskemaet til tænding af lysstofrør. Disse er alle nyttige manifestationer af EMF-selvinduktion.
I nogle tilfælde er den selvinduktionerende EMF skadelig: Hvis transistorkontakten er belastet med en spole af en relæspole eller en elektromagnet, installeres en beskyttelsesdiode parallelt med viklingen for at beskytte mod EMF for selvinduktionen ved polariteten i den modsatte EMF i strømkilden. Denne inkludering er vist i figur 1.
Figur 1. Beskyttelse af transistorkontakten mod EMF-selvinduktion.
Sådan registreres lukkede sløjfer
Ofte opstår der tvivl, men er der kortslutninger i transformeren eller motorviklingerne? Til sådanne kontroller bruges forskellige enheder, for eksempel RLC - broer eller hjemmelavede enheder - sonder. Det er dog muligt at tjekke for kortslutninger ved hjælp af en enkel neonlampe. Enhver lampe kan passe - også fra en defekt kinesisk-fremstillet el-kedel.
For at kunne foretage en måling skal en lampe uden en begrænsende modstand tilsluttes den studerede vikling. Viklingen skal have den største induktans; Hvis det er en nettransformator, skal du tilslutte lampen til lysnettet. Derefter skal en strøm på flere milliampe ledes gennem viklingen. Til dette formål kan du bruge en strømkilde med en seriekoblet modstand, som vist i figur 2.
Du kan bruge batterier som strømkilde. Hvis der i øjeblikket åbnes forsyningskredsløbet en blink af lampen, så er spolen service, der er ingen kortsluttede sving. (For at gøre sekvensen af operationer mere klar vises kontakten i figur 2).
Sådanne målinger kan udføres ved hjælp af et pointeravometer som et batteri, såsom en TL-4 i modstandsmålingstilstand * 1 Ohm. I denne tilstand giver den specificerede enhed en strøm på cirka halvanden milliampe, hvilket er helt nok til de beskrevne målinger. Digital multimeter kan ikke bruges til disse formål - dens strøm er ikke nok til at skabe den nødvendige magnetfeltstyrke.
Lignende målinger kan også udføres nøjagtigt, hvis neonlampen udskiftes med dine egne fingre: For at øge opløsningen på "måleenheden", skal dine fingre være let spaltede. Med en arbejdsspole vil du føle et ret stærkt elektrisk stød, bestemt ikke dødeligt, men heller ikke særlig behageligt.
Figur 2. Påvisning af kortsluttede svinger ved hjælp af en neonlampe.
Se også på elektrohomepro.com
: