ขดลวดเหนี่ยวนำ

Весьма важное практическое значение имеет один กรณีพิเศษของปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าที่เรียกว่าการเหนี่ยวนำด้วยตนเอง ดังนั้นเมื่อขดลวดเหนี่ยวนำก่อตัวเป็นกระแสฟลักซ์แม่เหล็กเกิดขึ้นพร้อมกันกับมันซึ่งเติบโตขึ้นกับกระแสที่เพิ่มขึ้น เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์แม่เหล็กขดลวดเหนี่ยวนำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF) ค่าที่เป็นสัดส่วนกับการเปลี่ยนแปลงของความเร็วของฟลักซ์แม่เหล็ก

เนื่องจากในกรณีนี้ตัวนำชักนำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าในตัวเองปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการเหนี่ยวนำตนเอง ปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำตนเองในวงจรไฟฟ้าบางครั้งเมื่อเทียบกับการแสดงออกของความเฉื่อยในกลศาสตร์

แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในขดลวดเหนี่ยวนำภายใต้อิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์แม่เหล็กของตัวเองเรียกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าของการเหนี่ยวนำด้วยตนเอง

ตามกฎหมายพรซ์ทุกครั้งที่มีการเติบโตฟลักซ์แม่เหล็กซึ่งลดการหมุนของขดลวด EMF ที่เกิดขึ้นเองในขดลวดจะถูกนำไปต่อต้านแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งรวมอยู่ในวงจรนี้

เมื่อกระแสในขดลวดถึงค่าคงที่ฟลักซ์แม่เหล็กจะหยุดการเปลี่ยนแปลงและแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำของตัวเองในขดลวดจะกลายเป็นศูนย์
При самоиндукции, как и при всяком процессе การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นนั้นแปรผันตามความเร็วที่ฟลักซ์แม่เหล็กควบคู่กับวงจรที่กระแสไหลเปลี่ยนแปลง ขนาดของฟลักซ์แม่เหล็กในกรณีที่ไม่มีธาตุเหล็กในขดลวดเป็นสัดส่วนกับความเร็วที่กระแสเปลี่ยนแปลง ((I / ∆t) ทำให้เกิดกระแสนี้

ดังนั้นขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าของการเหนี่ยวนำด้วยตนเองที่เกิดขึ้นในตัวนำนั้นจะแปรผันตามความเร็วที่กระแสไฟฟ้าเปลี่ยน
หากเรานำตัวนำที่มีรูปร่างต่างกันปรากฎว่ามีอัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าเท่ากันแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำด้วยตนเองที่เกิดขึ้นในพวกมันจะแตกต่างกัน

ดังนั้นถ้าคุณใช้ขดลวดแล้วยืดมันเป็นหนึ่งขดลวดที่ความเร็วเดียวกันกับที่กระแสเปลี่ยนแปลงแรงดันเหนี่ยวนำของขดลวดจะเหนี่ยวนำได้มากกว่า นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าแต่ละเส้นของแรงในขณะที่ลดการหมุนของขดลวดให้น้อยที่สุดนั้นจะมีส่วนร่วมมากกว่าครั้งเดียว

ค่าที่อธิบายลักษณะของความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วที่กระแสเปลี่ยนไปในวงจรและตัวเหนี่ยวนำ EMF ที่เกิดขึ้นด้วยตัวเองคือการเหนี่ยวนำของวงจร

แสดงถึงการเหนี่ยวนำของขดลวดตามตัวอักษร L; จากนั้นการพึ่งพาค่าของแรงเคลื่อนไฟฟ้าของการเหนี่ยวนำด้วยตนเองกับความเร็วที่การเปลี่ยนแปลงปัจจุบันสามารถแสดงได้โดยสูตรต่อไปนี้:

E = - L (∆I / ∆t)

จากที่นี่

ยู L = (หน่วย E ˖หน่วย t) / (หน่วย I)

สมมติว่าในสูตรนี้ ∆t = 1 วินาที, ∆I = 1 แอมแปร์และ E = 1 โวลต์เราได้:

ยู L = 1 (ใน˖วินาที / a)

หน่วยนี้เรียกว่าเฮนรี่ (H)

ดังนั้น

1 GN = 1 (เป็น˖วินาที / a)

ดังนั้นเฮนรี่จึงเป็นตัวเหนี่ยวนำของขดลวดซึ่งการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าโดย 1 แอมป์ต่อวินาทีทำให้แรงเหนี่ยวนำไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เหนี่ยวนำด้วยตัวเองของ 1 โวลต์
ในการวัดตัวเหนี่ยวนำขนาดเล็กจะใช้เฮนรี่หนึ่งพันมิลลิวินาที (mH) และหนึ่งล้านไมโครเฮนรี่ (ไมโคร)

นอกจากนี้หน่วยอื่นมักจะใช้ - หนึ่งเซนติเมตรของการเหนี่ยวนำและ 1 μH = 1,000 ซม. ของการเหนี่ยวนำ

ดังนั้น

1 GN = 1,000 mH = 1000000 μH = 1000000000 cm

ความเหนี่ยวนำของขดลวดขึ้นอยู่กับจำนวนรอบรูปร่างและขนาดของขดลวด จำนวนรอบในขดลวดเหนี่ยวนำตนเองยิ่งมากยิ่งมีการเหนี่ยวนำมากขึ้น

นอกจากนี้การเหนี่ยวนำตนเองการเหนี่ยวนำของขดลวดเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อนำเข้าสู่แกนกลางของเหล็กหรือวัสดุแม่เหล็กอื่น ๆ
ขดลวดมีการเหนี่ยวนำสูงแม่เหล็กไฟฟ้าที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและมอเตอร์ในช่วงเวลาที่เปิดวงจรเมื่ออัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้า (∆I / ∆t) นั้นสูงมากแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นเองในขดลวดเหล่านี้ซึ่งหากไม่ดำเนินมาตรการที่เหมาะสม