Världen omkring oss är fylld med olika elektriska apparater och en nyfiken person villigt eller ovilligt intresserade av de fysiska processer som uppstår under deras fungerar. Samtidigt, i specialkonversationer, blinkar termen självinduktion ofta och jag vill förstå vilket fenomen som ligger bakom denna term.
Självinduktion, som namnet omedelbart antyder, har en gemensam natur med konventionell induktion, som, beskriver i sin tur förhållandet mellan den elektriska strömmen hos en ledare placerad i en alternerande magnet fält. Det är känt att strömflödet orsakas av en EMF-källa. Följaktligen är fenomenet självinduktion utseendet på en EMF, som, som en vektor, är orienterad i motsatt riktning mot källan. De facto förhindrar närvaron av detta fenomen för snabb upp- eller nedgång av strömmen i ledaren, vilket sker exponentiellt, figur 1.
Påverkan av självinduktion på strömförändringens hastighet och riktning
Självinduktion som fenomen är karakteristisk för induktiva element. En induktor är ett bra exempel på detta. Det är en lindning av isolerad tråd och är i de flesta fall dessutom klädd på en järnkärna för att öka induktansen.
Värdet av EMF för självinduktion är proportionellt mot produkten av spolens induktans med strömens förändringshastighet genom den och med motsatt tecken. Om, med en ökning av strömstyrkan, EMF för självinduktion riktas mot källans EMF och förhindrar en ökning av strömmen, när strömmen faller, läggs den tvärtom upp med den och förhindrar därmed en minskning av nuvarande. Faktum är att närvaron av induktans i kretsen på grund av självinduktion ger effektiv utjämning av strömspänningar.
Som en avlägsen mekanisk analogi av självinduktion kan man hänvisa till Newtons tredje lag: för verkan på kroppens kropp uppstår en motverkande kraft, som riktas exakt motsatsen riktning.
Exempel på användbara och skadliga manifestationer av självinduktion
Fenomenet självinduktion används ofta målmedvetet i praktiken. Till exempel, i en fluorescerande lampa i strömflödeskretsen införs en choke som slås på som visas i figur 2. När kretsen bryts av startmotorn håller choken på grund av självinduktion spänningen under en tid deras klämmor, dvs. på lampan, vilket räcker för att tända den och växla till normalt läge glöd.
Det andra exemplet är tändsystemet hos en bensinmotor. Den innehåller också en choke. Efter att strömflödeskretsen har öppnats med ett skjutreglage eller ett halvledartangentelement uppstår en kraftig ökning EMF för självinduktion, vars spänningsvärde är tillräckligt för elektrisk nedbrytning av ljusets gnistgap, figur 3.
Ett exempel på de skadliga konsekvenserna av självinduktion är förbränning av kontakter på uttag, automatiska maskiner och liknande kopplingsanordningar, Figur 4. I detta fall leder hoppgnisten till elektrisk korrosion på arbetsytan, vilket åtföljs av dess accelererade åldring.