Η βασική λειτουργία της επαγωγής είναι να αποθηκεύει εναλλασσόμενο ρεύμα (αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας με τη μορφή μαγνητικού πεδίου), αλλά δεν μπορεί να αποθηκεύσει συνεχές ρεύμα (το συνεχές ρεύμα μπορεί να περάσει από το πηνίο του επαγωγέα χωρίς εμπόδια).
Η βασική λειτουργία της χωρητικότητας είναι να αποθηκεύει συνεχές ρεύμα (αποθηκεύοντας ηλεκτρική ενέργεια απευθείας στις πλάκες πυκνωτών), αλλά δεν μπορεί να αποθηκεύσει εναλλασσόμενο ρεύμα (το εναλλασσόμενο ρεύμα μπορεί να περάσει από τον πυκνωτή χωρίς εμπόδια).
Η πιο πρωτόγονη επαγωγή ανακαλύφθηκε από τον Βρετανό επιστήμονα Faraday το 1831.
Τυπικές εφαρμογές είναι διάφοροι μετασχηματιστές, κινητήρες κ.λπ.
Σχηματικό διάγραμμα του πηνίου Faraday (το πηνίο Faraday είναι ένα πηνίο αμοιβαίας επαγωγής)
Ένας άλλος τύπος επαγωγής είναι η αυτο-πηνίο επαγωγής
Το 1832, ο Χένρι, ένας Αμερικανός επιστήμονας, δημοσίευσε μια εργασία για το φαινόμενο της αυτο-επαγωγής. Λόγω της σημαντικής συμβολής του Henry στον τομέα του φαινομένου αυτο-επαγωγής, οι άνθρωποι αποκαλούν τη μονάδα επαγωγής Henry, συντομογραφία Henry.
Το φαινόμενο της αυτο-επαγωγής είναι ένα φαινόμενο που ο Henry ανακάλυψε κατά λάθος όταν έκανε ένα πείραμα ηλεκτρομαγνήτη. Τον Αύγουστο του 1829, όταν το σχολείο ήταν σε διακοπές, ο Ερρίκος μελετούσε ηλεκτρομαγνήτες. Διαπίστωσε ότι το πηνίο παρήγαγε απροσδόκητους σπινθήρες όταν αποσυνδέθηκε το ρεύμα. Στις καλοκαιρινές διακοπές του επόμενου έτους, ο Henry συνέχισε να μελετά πειράματα σχετικά με την αυτο-επαγωγή.
Τέλος, το 1832, δημοσιεύτηκε μια εργασία για να συμπεράνει ότι σε ένα πηνίο με ρεύμα, όταν αλλάζει το ρεύμα, θα δημιουργηθεί μια επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη (τάση) για να διατηρηθεί το αρχικό ρεύμα. Έτσι, όταν αποσυνδεθεί η τροφοδοσία του πηνίου, το ρεύμα μειώνεται αμέσως και το πηνίο θα δημιουργήσει μια πολύ υψηλή τάση και στη συνέχεια θα εμφανιστούν οι σπινθήρες που είδε ο Henry (η υψηλή τάση μπορεί να ιονίσει τον αέρα και να βραχυκυκλώσει για να παράγει σπινθήρες).
Πηνίο αυτοεπαγωγής
Ο Faraday ανακάλυψε το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, το πιο βασικό στοιχείο του οποίου είναι ότι η μεταβαλλόμενη μαγνητική ροή θα δημιουργήσει επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη.
Το σταθερό συνεχές ρεύμα κινείται πάντα προς μία κατεύθυνση. Σε έναν κλειστό βρόχο, το ρεύμα του δεν αλλάζει, επομένως το ρεύμα που ρέει μέσα από το πηνίο δεν αλλάζει και η μαγνητική του ροή δεν θα αλλάξει. Εάν η μαγνητική ροή δεν αλλάξει, δεν θα δημιουργηθεί επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη, επομένως συνεχές ρεύμα μπορεί εύκολα να περάσει μέσα από το πηνίο του επαγωγέα χωρίς εμπόδια.
Σε ένα κύκλωμα AC, η κατεύθυνση και το μέγεθος του ρεύματος θα αλλάξουν με την πάροδο του χρόνου. Όταν το AC διέρχεται από το πηνίο του επαγωγέα, καθώς το μέγεθος και η κατεύθυνση του ρεύματος αλλάζουν, η μαγνητική ροή γύρω από τον επαγωγέα θα αλλάζει επίσης συνεχώς. Η αλλαγή της μαγνητικής ροής θα προκαλέσει τη δημιουργία ηλεκτροκινητικής δύναμης και αυτή η ηλεκτροκινητική δύναμη απλώς εμποδίζει τη διέλευση του AC!
Φυσικά, αυτό το εμπόδιο δεν εμποδίζει το AC να περάσει 100%, αλλά αυξάνει τη δυσκολία διέλευσης AC (αυξάνεται η σύνθετη αντίσταση). Κατά τη διαδικασία μπλοκαρίσματος της διέλευσης AC, μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας μετατρέπεται σε μορφή μαγνητικού πεδίου και αποθηκεύεται στον επαγωγέα. Αυτή είναι η αρχή της αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας με πηνίο
Η αρχή της αποθήκευσης και απελευθέρωσης ηλεκτρικής ενέργειας με πηνίο είναι απλή διαδικασία:
Όταν το ρεύμα του πηνίου αυξάνεται - προκαλώντας την αλλαγή της περιβάλλουσας μαγνητικής ροής - αλλάζει η μαγνητική ροή - δημιουργώντας αντίστροφη επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη (αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας) - εμποδίζοντας την αύξηση του ρεύματος
Όταν το ρεύμα του πηνίου μειώνεται - προκαλώντας την αλλαγή της περιβάλλουσας μαγνητικής ροής - η μαγνητική ροή αλλάζει - δημιουργώντας την ίδια κατεύθυνση επαγόμενης ηλεκτροκινητικής δύναμης (απελευθερώνοντας ηλεκτρική ενέργεια) - εμποδίζοντας τη μείωση του ρεύματος
Με μια λέξη, ο επαγωγέας είναι συντηρητικός, διατηρώντας πάντα την αρχική κατάσταση! Μισεί την αλλαγή και αναλαμβάνει δράση για να αποτρέψει την αλλαγή του ρεύματος!
Το πηνίο είναι σαν δεξαμενή νερού AC. Όταν το ρεύμα στο κύκλωμα είναι μεγάλο, αποθηκεύει μέρος του και όταν το ρεύμα είναι μικρό, το απελευθερώνει για να συμπληρώσει!
Το περιεχόμενο του άρθρου προέρχεται από το Διαδίκτυο
Ώρα δημοσίευσης: Αυγ-27-2024