Самоиндукция. Индукционная аппаратура

treugoma.ru › Учебник › Превращение механической энергии в электрическую. электромагнитная индукция › 

Самоиндукция. Индукционная аппаратура

Индуцируемая в катушке электродвижущая сила:

(1)

где магнитный поток Ф может быть создан посторонним контуром или самой катушкой путем ее включения в цепь тока или выключения из нее. Например, в момент включения магнитный поток увеличивается от нуля до некоторого установившегося значения Ф. возникающие магнитные силовые линии пересекают витки катушки. При этом в катушке индуцируется электродвижущая сила. После размыкания цепи катушки магнитный поток исчезает, и его магнитные силовые линии пересекают витки катушки. При этом в катушке снова индуцируется э.д.с. Это явление называют самоиндукцией, а наводимую в катушке э.д.с. – электродвижущей силой самоиндукции.

Произведение значения магнитного потока Ф (Вб) пронизывающего витки катушки, на число w витков катушки называют потокосцеплением:

(2)

Если катушка не имеет ферримагнитного сердечника, то потокосцепление пропорционально силе тока I в катушке:

где L – коэффициент пропорциональности, называемый индуктивностью катушки.

Размерность индуктивности определяется из равенства

Зная индуктивность катушки L (Г),число витков w,силу постоянного тока I (А), можно определить значение магнитного потока по формуле

(3)

Подставляя значение Ф в формулу (1), получим:

(4)

Принцип индуктирования электродвижущей силы в момент включения и выключения цепи постоянного тока с катушкой используется в различных индукционных аппаратах: зуммерах, принимаемых в фонических телефонных аппаратах, индукционных аппаратах для получения искры, в бобинах- индукционных устройствах для осуществления зажигание в карбюраторных двигателях.

В индукционном аппарате (рисунок№1 ) две обмотки расположены на одном общем сердечнике. Первичная обмотка I состоит из сравнительно небольшого числа витков провода относительно большого сечения, а вторичная обмотка II – из большого числа витков тонкого провода.

Индуцируемый аппарат работает следующим образом. При включении выключателя В ток обтекает первичную обмотку I. Сердечник намагничивается и притягивает якорь Я. Прерыватель П размыкает цепь первичной обмотки. Магнитный поток, запасенный в момент включения, исчезает. Его силовые линии перетекают витки вторичной обмотки II и наводят в ней э.д.с. При исчезновении магнитного поля якорь Я возвращается в исходное положение, прерыватель снова замыкается, катушка I оживляется током, притягивается якорь Я и т.д.

При помощи верхнего винтового контакта прерыватель П можно регулировать частоту прерываний цепи в пределах от нескольких десятков до нескольких сотен в секунду (в зуммерах).

Конденсатор С, включенный параллельно контактам прерывателя, служит для уменьшения искрения прерывателя, а также способствует более быстрому изменению (нарастанию и исчезновению) магнитного потока, а следовательно, и наведению более высокой э.д.с. во вторичной обмотке. Конденсатор также гасит радиопомехи от аппарата.

В связи с тем, что магнитный поток в момент замыкания цепи катушки I нарастает медленнее, чем он исчезает при размыкании катушки, электродвижущая сила, индуктируемая в катушке при размыкании, больше, чем э.д.с., индуктируемая при замыкании.

Индукционный аппарат – датчик электрических импульсов высокого напряжения – входит в состав комплекса электроизгороди , применяемой для ограждения домашних животных и птицы. На рисунке №2 приведена схема датчика импульсов высокого напряжения электрической изгороди ЭП. При включении выключателя 7 по обмотке 2 катушки протекает ток, намагничивающий сердечник. К сердечнику притягивается стальной якорь 3, который при этом отбрасывает рычаг 4 маятника 5 (пунктиром показан путь рычага маятника). В момент размыкания якоря 3 с рычагом 4 цепь обмотки 2 размыкается и магнитное поле, образовавшееся перед этим в катушке и сердечнике, мгновенно исчезает. В обмотке 2 индуктируется э.д.с под действием которой возникает зарядный ток в конденсаторе С. Во вторичной многовитковой обмотке 1 индуктируется высоковольтный импульс (порядка 5 кВ). Конденсатор С способствует образованию колебательного процесса в цепи первичной обмотки 2 и, следовательно, появлению серии кратковременных импульсов в обмотке 1. Эта серия импульсов продолжается несколько тысячных долей секунды. Спустя 0,5…1с после предыдущего размыкания якоря 3 и рычага 4 маятник 6 под действием пружины 5 поворачивается влево, и рычаг 4 снова замыкается с якорем 3. Обмотка получает питание, притягивает якорь 3, размыкая цепь катушки 2. Следует очередная серия импульсов в обмотке 1.

Один конец этой обмотки 1 подводят к проводу электроизгороди, а второй конец через обмотку 2 заземляют. Если животное коснется провода, то замыкается цепь тока:1-животное-земля-обмотка 2. Животное получает неопасный для жизни, но чувствительный электрический удар.

Натяжение пружины 5 можно регулировать частоту импульсов. Номинальная частота основных импульсов – 1…2 в секунду. При более частых размываниях контактов быстро разряжается источник питания.

В качестве источника питания используют сухие элементы типа ЭС-Л-30 зарядом 30 А∙ч и напряжением 1,5 и др.



Опубликовать


Если вам понравилась эта статья, разместите ссылку у себя на сайте или форуме. Для этого скопируйте текст, расположенный ниже:

Ссылка на статью для форума (bbcodes):
[url=http://treugoma.ru/book/prevrashenie-mehanicheskoi-energii/samoindukcia-indukcionnay-apparatura/]Самоиндукция. Индукционная аппаратура[/url]
html ссылка:
<a target="_blank" title="Самоиндукция. Индукционная аппаратура" href="http://treugoma.ru/book/prevrashenie-mehanicheskoi-energii/samoindukcia-indukcionnay-apparatura/">Самоиндукция. Индукционная аппаратура</a>


Поиск по сайту

© 2010 - 2017 treugoma.ru