뉴스 - 와이어를 루프로 감으면 인덕터가 되는 이유는 무엇입니까? 인덕터란 무엇입니까?

인덕턴스의 작동 원리는 매우 추상적입니다. 인덕턴스가 무엇인지 설명하기 위해 기본적인 물리적 현상부터 시작합니다.

1. 두 가지 현상과 하나의 법칙: 전기 유도 자기, 자기 유도 전기, 렌츠의 법칙

1.1 전자기 현상

고등학교 물리학 실험이 있습니다. 작은 자기 바늘을 전류가 흐르는 도체 옆에 놓으면 작은 자기 바늘의 방향이 바뀌는데, 이는 전류 주위에 자기장이 있음을 나타냅니다. 이 현상은 1820년 덴마크 물리학자 외르스테드에 의해 발견되었습니다.

도체를 원형으로 감으면 도체의 각 원에서 생성된 자기장이 겹쳐지고 전체 자기장이 강해져서 작은 물체를 끌어당길 수 있습니다. 그림에서 코일에는 2~3A의 전류가 통전됩니다. 에나멜선에는 정격 전류 제한이 있습니다. 그렇지 않으면 고온으로 인해 녹을 수 있습니다.

2. 자기전기 현상

1831년 영국 과학자 패러데이는 폐회로의 도체 일부가 움직여 자기장을 차단하면 도체에 전기가 발생한다는 사실을 발견했다. 전제조건은 회로와 자기장이 상대적으로 변화하는 환경에 있기 때문에 이를 '동적' 자기전기라고 하고, 생성된 전류를 유도전류라고 합니다.

우리는 모터를 가지고 실험을 할 수 있습니다. 일반적인 DC 브러시 모터에서 고정자 부분은 영구 자석이고 회전자 부분은 코일 도체입니다. 로터를 수동으로 회전시키는 것은 도체가 자력선을 절단하기 위해 이동한다는 것을 의미합니다. 오실로스코프를 사용하여 모터의 두 전극을 연결하면 전압 변화를 측정할 수 있습니다. 발전기는 이 원리에 따라 만들어집니다.

3. 렌츠의 법칙

렌츠의 법칙: 자속의 변화에 의해 생성된 유도 전류의 방향은 자속의 변화에 반대되는 방향이다.

이 문장을 간단히 이해하면 도체 환경의 자기장(외부 자기장)이 강해지면 유도 전류에 의해 생성된 자기장이 외부 자기장과 반대가 되어 전체 자기장이 외부 자기장보다 약해진다는 것입니다. 자기장. 도체 환경의 자기장(외부 자기장)이 약해지면 유도 전류에 의해 생성된 자기장이 외부 자기장과 반대가 되어 전체 자기장이 외부 자기장보다 강해집니다.

렌츠의 법칙은 회로에서 유도 전류의 방향을 결정하는 데 사용될 수 있습니다.

2. 나선형 튜브 코일 – 인덕터의 작동 원리 설명 위의 두 가지 현상과 한 가지 법칙에 대한 지식을 바탕으로 인덕터가 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.

가장 간단한 인덕터는 나선형 튜브 코일입니다.

전원을 켤 때의 상황

나선형 튜브의 작은 부분을 잘라내면 두 개의 코일, 코일 A와 코일 B를 볼 수 있습니다.

전원을 켜는 동안 상황은 다음과 같습니다.

①코일 A에는 전류의 방향이 파란색 실선으로 표시된다고 가정하여 전류가 흐르고 있는데 이를 외부 여자 전류라고 합니다.
②전자기 원리에 따라 외부 여기 전류는 자기장을 생성하며, 이 자기장은 주변 공간으로 퍼지기 시작하여 코일 B를 덮습니다. 이는 파란색 점선으로 표시된 것처럼 코일 B가 자력선을 절단하는 것과 같습니다.
③ 자기전기 원리에 따라 코일 B에 유도 전류가 발생하고, 그 방향은 녹색 실선으로 나타낸 바와 같으며 외부 여자 전류와 반대이다.
④렌츠의 법칙에 따르면 유도 전류에 의해 생성된 자기장은 녹색 점선으로 표시된 것처럼 외부 여기 전류의 자기장에 반작용합니다.

전원을 켠 후의 상황이 안정됨(DC)

전원 공급이 안정된 후에는 코일 A의 외부 여기 전류가 일정하고 생성되는 자기장도 일정합니다. 자기장은 코일 B와 상대운동이 없으므로 자기전기도 없고, 녹색 실선으로 표시되는 전류도 없다. 이때 인덕터는 외부 여자를 위한 단락 회로와 동일합니다.

3. 인덕턴스의 특성: 전류는 갑자기 변할 수 없습니다.

방법을 이해한 후인덕터작동한다면 가장 중요한 특성을 살펴보겠습니다. 인덕터의 전류는 갑자기 변할 수 없습니다.

그림에서 오른쪽 곡선의 가로축은 시간이고, 세로축은 인덕터에 흐르는 전류이다. 스위치가 닫히는 순간을 시간의 근원으로 삼는다.

다음과 같이 볼 수 있습니다. 1. 스위치가 닫힌 순간 인덕터의 전류는 0A이며 이는 인덕터가 개방된 것과 같습니다. 이는 순간 전류가 급격하게 변화하여 외부 여기 전류(파란색)에 저항하기 위해 거대한 유도 전류(녹색)가 생성되기 때문입니다.

2. 정상 상태에 도달하는 과정에서 인덕터의 전류는 기하급수적으로 변합니다.

3. 정상 상태에 도달한 후 인덕터의 전류는 I=E/R이며 이는 인덕터가 단락되는 것과 동일합니다.

4. 유도 전류에 대응하는 유도 기전력이 E에 대응하여 작용하므로 이를 역기전력(역기전력)이라고 합니다.

4. 인덕턴스란 정확히 무엇입니까?

인덕턴스는 전류 변화에 저항하는 장치의 능력을 설명하는 데 사용됩니다. 전류 변화에 저항하는 능력이 강할수록 인덕턴스는 커지고 그 반대도 마찬가지입니다.

DC 여기의 경우 인덕터는 궁극적으로 단락 상태(전압은 0)에 있습니다. 그러나 전원을 켜는 과정에서는 전압과 전류가 0이 아닌데, 이는 전원이 있다는 뜻이다. 이 에너지를 축적하는 과정을 충전이라고 합니다. 이는 이 에너지를 자기장의 형태로 저장하고 필요할 때(예: 외부 여기가 전류 크기를 안정된 상태로 유지할 수 없는 경우) 에너지를 방출합니다.