Kaip aptikti uždaras kilpas

Jei jūsų mokykloje buvo gerai mokoma fizikos, tikriausiai prisimenate patirtį, kuri aiškiai paaiškino elektromagnetinės indukcijos reiškinį.

Iš išorės tai atrodė maždaug taip: mokytojas atėjo į klasę, palydovai atnešė keletą prietaisų ir padėjo ant stalo. Paaiškinus teorinę medžiagą, prasidėjo eksperimentų demonstravimas, kuris aiškiai iliustruoja istoriją.

Elektromagnetinė indukcija

Parodyti reikalingą elektromagnetinės indukcijos reiškinį induktorius labai didelis, galingas tiesioginis magnetas, jungiamieji laidai ir prietaisas, vadinamas galvanometru.

Galvanometro išvaizda buvo plokščia dėžutė, šiek tiek didesnė nei standartinio A4 formato lapo, o už priekinės sienos, kurią uždarė stiklas, buvo pastatyta skalė su nuliu viduryje. Už to paties stiklo buvo galima pamatyti storą juodą strėlę. Visa tai buvo gana gerai išskiriama net iš naujausių stalų.

Galvanometro laidai buvo prijungti prie ritės laidais, po to magnetas tiesiog rankomis judėjo aukštyn ir žemyn ritės viduje. Galvanometro adata judėjo iš vienos pusės į kitą su magnetu, kuris rodė, kad per ritę teka srovė. Tiesa, baigęs mokslus, fizikos mokytojo draugas man pasakė, kad galvanometro galinėje sienelėje buvo įkalta rankena, kuria rankiniu būdu buvo galima perkelti šaulį, jei eksperimentas nepavyko.

Dabar tokie eksperimentai atrodo paprasti ir beveik nėra verti dėmesio. Bet elektromagnetinė indukcija dabar naudojama daugelyje elektrinių mašinų ir prietaisų. 1831 m. Michaelas Faradėjus dalyvavo jo tyrime.

Tuo metu dar nebuvo pakankamai jautrių ir tikslių instrumentų, todėl reikėjo daugelio metų spėti, kad magnetas turėtų judėti ritės viduje. Buvo bandomi įvairių formų ir stiprumo magnetai, taip pat pasikeitė ritių apvijų duomenys, magnetas buvo pritaikytas ant ritės skirtingais būdais, tačiau tik kintamasis magnetinis srautas, pasiektas judant magnetui, davė teigiamų rezultatų.

Faradėjaus tyrimai įrodė, kad elektromotorinė jėga, atsirandanti uždaroje grandinėje (ritė ir galvanometras, mūsų patirtimi), priklauso nuo magnetinio srauto kitimo greičio, kurį riboja ritės vidinis skersmuo. Šiuo atveju visiškai neabejinga, kaip vyksta magnetinio srauto pokytis: arba dėl pasikeitusio magnetinio lauko, arba dėl ritės judėjimo pastoviame magnetiniame lauke.

Savęs indukcija, EMS savaime indukcija

Įdomiausia, kad ritė yra savo magnetiniame lauke, kurį sukuria per ją tekanti srovė. Jei dėl kokios nors priežasties keičiasi srovė nagrinėjamoje grandinėje (ritė ir išorinės grandinės), pasikeis ir EML sukeliantis magnetinis srautas.

Šis EML vadinamas savaiminio indukcijos EML. Žymus Rusijos mokslininkas E.Kh tyrė šį reiškinį. Lencas. 1833 m. Jis atrado ritės magnetinių laukų sąveikos dėsnį, sukeliantį savęs indukciją. Šis įstatymas dabar žinomas kaip Lenco įstatymas. (Negalima painioti su Joule-Lenz įstatymais)!

Lenco įstatymas sako, kad indukcinės srovės, atsirandančios laidžiojoje uždaroje grandinėje, kryptis yra tokia, kad ji sukuria magnetinį lauką, neutralizuojantį magnetinio srauto pokyčius, sukėlusius indukcinės srovės atsiradimą.

Šiuo atveju ritė yra savo magnetiniame sraute, kuris yra tiesiogiai proporcingas srovės stiprumui: Ф = L * I.

Šioje formulėje yra proporcingumo koeficientas L, dar vadinamas ritės induktyvumo arba savaiminio induktyvumo koeficientu. SI sistemoje induktyvumo vienetas vadinamas Henry (GN).Jei, kai nuolatinė srovė yra 1A, ritė sukuria savo 1 VB magnetinį srautą, tada tokios ritės induktyvumas yra 1H.

Kaip ir įkrautas kondensatorius, turintis elektros energiją, ritė, per kurią teka srovė, tiekia magnetinę energiją. Dėl savaiminės indukcijos reiškinio, jei ritė yra sujungta su grandine su EMF šaltiniu, uždarius grandinę, srovė nustatoma su vėlavimu.

Tuo pačiu būdu atjungus jis nesibaigia iškart. Šiuo atveju ritės gnybtai veikia savaiminio indukcijos EML, kurio vertė yra žymiai (dešimt kartų) didesnė nei maitinimo šaltinio EMF. Pavyzdžiui, panašus reiškinys naudojamas automobilių uždegimo ritėse, horizontaliuose televizorių nuskaitymuose, taip pat standartinėje fluorescencinių lempų įjungimo schemoje. Tai yra visos naudingos EML sav indukcijos apraiškos.

Kai kuriais atvejais savaime indukcinis EML yra žalingas: jei tranzistoriaus jungiklis yra pakrautas relinės ritės arba elektromagnetų ritėmis, tada lygiagrečiai apvijai įrengiamas apsauginis diodas, kuris apsaugo nuo savaiminio indukcijos EMF dėl šaltinio atvirkštinio EML poliškumo. Šis įtraukimas parodytas 1 paveiksle.

1 pav. Tranzistoriaus jungiklio apsauga nuo savaiminės EML indukcijos.

Kaip aptikti uždaras kilpas

Dažnai kyla abejonių, tačiau ar transformatoriaus ar variklio apvijose yra trumpasis jungimas? Tokiems patikrinimams naudojami įvairūs įtaisai, pavyzdžiui, RLC - tiltai ar namų prietaisai - zondai. Tačiau įmanoma patikrinti trumpąjį jungimą naudojant paprastą neoninę lempą. Tinka bet kuri lempa - net iš sugedusio Kinijoje gaminamo elektrinio virdulio.

Norint atlikti matavimą, prie tiriamosios apvijos turi būti prijungta lempa be ribojamojo varžos. Apvija turi turėti didžiausią induktyvumą; jei tai yra tinklo transformatorius, tada prijunkite lempą prie tinklo apvijos. Po to per apviją turėtų būti praleidžiama kelių milimetrų srovė. Šiuo tikslu galite naudoti maitinimo šaltinį su nuosekliai sujungtu rezistoriumi, kaip parodyta 2 paveiksle.

Kaip maitinimo šaltinį galite naudoti baterijas. Jei atidarant maitinimo grandinę mirksi lemputė, tada ritė yra tinkama eksploatuoti, nėra trumpųjų trumpųjų posūkių. (Kad operacijų seka būtų aiškesnė, jungiklis parodytas 2 paveiksle).

Tokius matavimus galima atlikti naudojant rodyklės avometrą kaip bateriją, pavyzdžiui, TL-4 pasipriešinimo matavimo režimu * 1 omas. Šiuo režimu nurodytas prietaisas sukuria maždaug pusantro miliampro srovę, kurios visiškai pakanka aprašytiems matavimams. Skaitmeninis multimetras negali būti naudojamas šiems tikslams - jo srovės nepakanka reikiamam magnetinio lauko stiprumui sukurti.

Panašius matavimus taip pat galima atlikti tiksliai, jei neoninė lempa keičiama jūsų pačių pirštais: norėdami padidinti „matavimo prietaiso“ skiriamąją gebą, pirštai turėtų būti šiek tiek nugrimzdę. Su darbine ritė pajusite gana stiprų elektros smūgį, žinoma, ne mirtiną, bet ir nelabai malonų.

2 pav. Trumpojo jungimo aptikimas naudojant neoninę lempą.