Samoindukce a vzájemná indukce

EMF samoindukce

Proměnný proud vždy vytváří proměnnou magnetické pole, což zase vždy způsobí EMF... S každou změnou proudu v cívce (nebo obecně v drátu) sama indukuje EMF samoindukce.

Když je emf v cívce indukováno změnou jeho vlastního magnetického toku, velikost tohoto emf závisí na rychlosti změny proudu. Čím větší je rychlost změny proudu, tím větší je EMF samoindukce.

Velikost emf vlastní indukce závisí také na počtu závitů cívky, hustotě jejich vinutí a velikosti cívky. Čím větší je průměr cívky, počet jejích závitů a hustota vinutí, tím větší je EMF samoindukce. Tato závislost EMF samoindukce na rychlosti změny proudu v cívce, počtu jejích závitů a rozměrech má v elektrotechnice velký význam.

Směr emf samoindukce je určen Lenzovým zákonem. EMF samoindukce má vždy směr, ve kterém zabraňuje změně proudu, který jej způsobil.

Jinými slovy, snížení proudu v cívce vede ke vzniku EMF samoindukce nasměrovaného ve směru proudu, tj. k zabránění jeho snížení. Naopak, jak se proud v cívce zvyšuje, objevuje se EMF samoindukce, namířené proti proudu, to znamená, že brání jeho zvýšení.

Nemělo by se zapomínat, že pokud se proud v cívce nemění, nedochází k žádnému EMF samoindukce. Fenomén samoindukce je zvláště výrazný v obvodu obsahujícím cívku s železným jádrem, protože železo výrazně zvyšuje magnetický tok cívky, a tedy i velikost EMF samoindukce, když se mění.

Indukčnost

Víme tedy, že velikost samoindukčního EMF v cívce, kromě rychlosti změny proudu v ní, závisí také na velikosti cívky a počtu jejích závitů.

Proto jsou cívky různé konstrukce při stejné rychlosti změny proudu schopné samoindukujícího emf samoindukce různé velikosti.

Aby se cívky od sebe navzájem odlišily jejich schopností vyvolat samy o sobě EMF samoindukce, byl zaveden koncept indukčních cívek nebo koeficientu samoindukce.

Indukčnost cívky je veličina, která charakterizuje vlastnost cívky samo indukovat EMF samoindukce.

Indukčnost dané cívky je konstantní hodnota, nezávislá jak na síle procházejícího proudu, tak na rychlosti jeho změny.

Henry - to je indukčnost takové cívky (nebo drátu), ve které při změně síly proudu o 1 ampér za 1 sekundu vznikne EMF samoindukce 1 volt.

V praxi někdy potřebujete cívku (nebo cívku), která nemá indukčnost. V tomto případě je drát navinut na cívce a předtím jej dvakrát složil. Tato metoda vinutí se nazývá bifilární.

EMF vzájemné indukce

Víme, že EMF indukce v cívce může být způsobeno nikoli pohybem elektromagnetu v ní, ale pouze změnou proudu v její cívce. Ale co, aby došlo k EMF indukce v jedné cívce kvůli změně proudu v jiné, není absolutně nutné dávat jednu z nich do druhé, ale můžete je seřadit vedle sebe

A v tomto případě, když se proud v jedné cívce změní, výsledný střídavý magnetický tok pronikne (kříží) závity druhé cívky a způsobí v ní EMF.

Vzájemná indukce umožňuje propojovat různé elektrické obvody pomocí magnetického pole. Toto spojení se běžně nazývá indukční vazba.

Velikost vzájemného indukčního emf závisí především na rychlosti, kterou se mění proud v první cívce…. Čím rychleji se v něm mění proud, tím větší je EMF vzájemné indukce.

Kromě toho velikost vzájemné indukce EMF závisí na velikosti indukčnosti obou cívek a jejich vzájemné poloze a také na magnetické permeabilitě prostředí.

Cívky, které se liší svou indukčností a vzájemným uspořádáním a v různých prostředích, jsou proto schopny indukovat v sobě navzájem různé velikosti vzájemné indukční EMP.

Umět rozlišit různé páry cívek podle jejich schopnosti vzájemně indukovat EMF, koncept vzájemné indukčnosti nebo koeficientu vzájemné indukce.

Vzájemná indukčnost se označuje písmenem M. Jednotkou pro její měření je stejně jako indukčnost henry.

henry je taková vzájemná indukčnost dvou cívek, že změna proudu v jedné cívce o 1 ampér na 1 sekundu způsobí emf vzájemné indukce rovné 1 voltu ve druhé cívce.

Velikost vzájemné indukce EMF je ovlivněna magnetickou permeabilitou prostředí. Čím větší je magnetická permeabilita prostředí, kterým je uzavřen střídavý magnetický tok spojující cívky, tím silnější je indukční vazba cívek a tím větší je hodnota EMF vzájemné indukce.

Práce je založena na jevu vzájemné indukce v tak důležitém elektrickém zařízení, jakým je transformátor.

Princip činnosti transformátoru

Princip činnosti transformátoru je založen na fenomén elektromagnetické indukce a je následující. Na železném jádru jsou navinuty dvě cívky, jedna z nich je připojena ke zdroji střídavého proudu a druhá k proudové jímce (odpor).

Cívka připojená ke zdroji střídavého proudu vytváří v jádře střídavý magnetický tok, který indukuje EMF v druhé cívce.

Cívka připojená ke zdroji střídavého proudu se nazývá primární a cívka, ke které je připojen spotřebič, se nazývá sekundární. Ale protože střídavý magnetický tok současně proniká oběma cívkami, je v každé z nich indukováno střídavé EMF.

Velikost EMF každého závitu, stejně jako EMF celé cívky, závisí na velikosti magnetického toku pronikajícího cívkou a rychlosti jeho změny.Rychlost změny magnetického toku závisí pouze na frekvenci stejnosměrného střídavého proudu pro daný proud. Velikost magnetického toku je u tohoto transformátoru také konstantní. Proto v uvažovaném transformátoru závisí EMF v každém vinutí pouze na počtu závitů v něm.

Poměr primárního a sekundárního napětí je roven poměru počtu závitů primárního a sekundárního vinutí. Tento vztah se nazývá transformační faktor (K).

Pokud je na jedno z vinutí transformátoru přivedeno síťové napětí, pak se z druhého vinutí odebere napětí, které je větší nebo menší než síťové napětí tolikrát, kolik závitů sekundárního vinutí je větší resp. méně.

Pokud je ze sekundárního vinutí odstraněno napětí, které je větší než napětí dodávané do primárního vinutí, pak se takový transformátor nazývá step-up. Naopak, pokud je ze sekundárního vinutí odstraněno napětí, menší než primární, pak se takový transformátor nazývá step-down. Každý transformátor lze použít jako zvýšení nebo snížení.

Transformační poměr je obvykle uveden v pasportu transformátoru jako poměr nejvyššího napětí k nejnižšímu, to znamená, že je vždy větší než jedna.