Цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдэл гэдэг нь байнга өөрчлөгддөг соронзон орон дотор байрлах биед цахилгаан хөдөлгөх хүч буюу хүчдэл үүсэхээс бүрдэх үзэгдлийг хэлнэ. Цахилгаан соронзон индукцийн үр дүнд цахилгаан хөдөлгөгч хүч нь бие нь статик ба жигд бус соронзон орон дотор хөдөлж, эсвэл соронзон орон дотор эргэлдэж, битүү гогцоог огтолж буй шугамууд нь өөрчлөгдвөл үүсдэг.
Өдөөгдсөн цахилгаан гүйдэл
"Индукц" гэдэг ойлголтын дор өөр үйл явцын нөлөөллийн үр дүнд үйл явц үүсэхийг хэлнэ. Жишээлбэл, цахилгаан гүйдэл өдөөгдөж болно, өөрөөр хэлбэл энэ нь дамжуулагчийг тусгай аргаар соронзон орны нөлөөнд оруулсны үр дүнд гарч ирж болно. Ийм цахилгаан гүйдлийг индукц гэж нэрлэдэг. Цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдлийн үр дүнд цахилгаан гүйдэл үүсэх нөхцөлийг өгүүллийн сүүлд авч үзнэ.
Соронзон орны тухай ойлголт
ӨмнөЦахилгаан соронзон индукцийн үзэгдлийг судалж эхлэхийн тулд соронзон орон гэж юу болохыг ойлгох шаардлагатай. Энгийнээр хэлбэл, соронзон орон гэдэг нь соронзон материал өөрийн соронзон нөлөө, шинж чанараа харуулдаг орон зайн бүс нутаг юм. Орон зайн энэ бүсийг соронзон орны шугам гэж нэрлэдэг шугамаар дүрсэлж болно. Эдгээр шугамын тоо нь соронзон урсгал гэж нэрлэгддэг физик хэмжигдэхүүнийг илэрхийлдэг. Соронзон орны шугамууд хаалттай, тэдгээр нь соронзны хойд туйлаас эхэлж өмнө зүгт төгсдөг.
Соронзон орон нь цахилгаан гүйдлийн төмрийн дамжуулагч гэх мэт соронзон шинж чанартай аливаа материалд үйлчлэх чадвартай. Энэ талбар нь соронзон индукцаар тодорхойлогддог бөгөөд үүнийг B гэж тэмдэглэж, teslas (T) -ээр хэмждэг. 1 Т-ийн соронзон индукц гэдэг нь 1 м/с хурдтай соронзон орны шугамд перпендикуляр нисдэг 1 Кулоны цэгийн цэнэг дээр 1 Ньютоны хүчээр ажилладаг маш хүчтэй соронзон орон юм, өөрөөр хэлбэл 1 Т.=1 Ns / (mCl).
Цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдлийг хэн нээсэн бэ?
Цахилгаан соронзон индукц нь орчин үеийн олон төхөөрөмж дээр суурилдаг бөгөөд XIX зууны 30-аад оны эхээр нээгдсэн. Цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдлийг нээсэн нь ихэвчлэн Майкл Фарадейтэй холбоотой байдаг (нээсэн огноо - 1831 оны 8-р сарын 29). Эрдэмтэн Данийн физикч, химич Ханс Эрстедийн туршилтын үр дүнд тулгуурлан цахилгаан гүйдэл урсдаг дамжуулагч нь цахилгаан гүйдэл үүсгэдэг болохыг олж мэдсэн.өөрийн эргэн тойронд соронзон орон, өөрөөр хэлбэл соронзон шинж чанараа харуулж эхэлдэг.
Фарадей эргээд Эрстэдийн нээсэн үзэгдлийн эсрэг талыг нээсэн. Дамжуулагч дахь цахилгаан гүйдлийн параметрүүдийг өөрчилснөөр үүсч болох өөрчлөлтийн соронзон орон нь ямар ч гүйдэл дамжуулагчийн төгсгөлд боломжит зөрүү гарч ирэхэд хүргэдэг болохыг тэрээр анзаарсан. Хэрэв эдгээр төгсгөлүүд нь жишээлбэл, цахилгаан чийдэнгээр холбогдсон бол ийм хэлхээгээр цахилгаан гүйдэл урсах болно.
Үүний үр дүнд Фарадей физик процессыг нээсэн бөгөөд үүний үр дүнд цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдэл болох соронзон орны өөрчлөлтөөс болж дамжуулагчийн дотор цахилгаан гүйдэл гарч ирдэг. Үүний зэрэгцээ өдөөгдсөн гүйдэл үүсэхийн тулд юу хөдөлж байгаа нь хамаагүй: соронзон орон эсвэл дамжуулагч өөрөө. Үүнийг цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдлийн талаар зохих туршилт хийснээр хялбархан харуулж болно. Тиймээс, соронзыг металл спираль дотор байрлуулсны дараа бид түүнийг хөдөлгөж эхэлнэ. Хэрэв та спираль төгсгөлүүдийг цахилгаан гүйдлийн зарим үзүүлэлтээр хэлхээнд холбовол гүйдлийн харагдах байдлыг харж болно. Одоо та соронзыг ганцаараа үлдээж, спиральыг соронзонтой харьцуулахад дээш доош хөдөлгөх хэрэгтэй. Мөн индикатор нь хэлхээнд гүйдэл байгаа эсэхийг харуулах болно.
Фарадейгийн туршилт
Фарадейгийн туршилтууд нь дамжуулагч болон байнгын соронзтой ажиллахаас бүрдсэн. Майкл Фарадей анх дамжуулагч соронзон орны дотор хөдөлж байх үед түүний төгсгөлд потенциалын зөрүү үүсдэг болохыг олж мэдсэн. Хөдөлгөөнт дамжуулагч нь соронзон орны шугамыг гаталж эхэлдэг бөгөөд энэ нь дуурайдагэнэ талбарыг өөрчлөх нөлөө.
Эрдэмтэд үүссэн потенциалын зөрүүний эерэг ба сөрөг шинж тэмдэг нь дамжуулагчийн хөдөлж буй чиглэлээс хамаардаг болохыг олж мэдсэн. Жишээлбэл, хэрэв дамжуулагчийг соронзон орон дээр өргөсөн бол үүсэх боломжит ялгаа нь +- туйлшралтай байх болно, гэхдээ энэ дамжуулагчийг доошлуулбал бид аль хэдийн -+ туйлшралтай болно. Цахилгаан хөдөлгөгч хүч (EMF) гэж нэрлэгддэг потенциалуудын тэмдгийн эдгээр өөрчлөлт нь хаалттай хэлхээнд хувьсах гүйдэл, өөрөөр хэлбэл чиглэлээ байнга өөрчилдөг гүйдэл үүсэхэд хүргэдэг.
Фарадейгийн нээсэн цахилгаан соронзон индукцийн онцлог
Цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдлийг хэн нээсэн, индукцийн гүйдэл яагаад байдгийг мэдсэнээр энэ үзэгдлийн зарим онцлогийг тайлбарлах болно. Тиймээс, соронзон орон дахь дамжуулагчийг илүү хурдан хөдөлгөх тусам хэлхээн дэх индукцийн гүйдлийн утга их байх болно. Энэ үзэгдлийн өөр нэг онцлог нь дараах байдалтай байна: талбайн соронзон индукц их байх тусам энэ талбар илүү хүчтэй байх тусам тухайн талбарт дамжуулагчийг хөдөлгөх үед үүсгэж болох боломжит ялгаа их байх болно. Хэрэв дамжуулагч соронзон орон дотор амарч байвал дамжуулагчийг дайран өнгөрөх соронзон индукцийн шугамд өөрчлөлт ороогүй тул түүнд EMF үүсэхгүй.
Цахилгаан гүйдлийн чиглэл ба зүүн гарын дүрэм
Цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдлийн үр дүнд үүссэн цахилгаан гүйдлийн дамжуулагч дахь чиглэлийг тодорхойлохын тулд:зүүн гарын дүрэм гэж нэрлэгддэг дүрмийг ашигла. Үүнийг дараах байдлаар томъёолж болно: хэрэв зүүн гараа соронзны хойд туйлаас эхэлдэг соронзон индукцийн шугамууд далдуу мод руу орж, цухуйсан эрхий хуруу нь дамжуулагчийн хөдөлгөөний чиглэлд чиглэнэ. соронзны талбар, дараа нь зүүн гарын үлдсэн дөрвөн хуруу нь дамжуулагч дахь индукцийн гүйдлийн хөдөлгөөний чиглэлийг заана.
Энэ дүрмийн өөр хувилбар байдаг бөгөөд энэ нь дараах байдалтай байна: хэрэв зүүн гарын долоовор хуруу нь соронзон индукцийн шугамын дагуу, цухуйсан эрхий хуруу нь дамжуулагчийн чиглэлд чиглэнэ. Дунд хуруу нь алган руугаа 90 градус эргүүлбэл дамжуулагч дахь гүйдлийн чиглэлийг заана.
Өөрийгөө индукцийн үзэгдэл
Ханс Кристиан Эрстед гүйдэл бүхий дамжуулагч эсвэл ороомгийн эргэн тойронд соронзон орон байдгийг нээсэн. Эрдэмтэн мөн энэ талбайн шинж чанар нь гүйдлийн хүч, түүний чиглэлтэй шууд холбоотой болохыг олж мэдсэн. Хэрэв ороомог эсвэл дамжуулагч дахь гүйдэл нь хувьсах чадвартай бол энэ нь хөдөлгөөнгүй соронзон орон үүсгэх болно, өөрөөр хэлбэл өөрчлөгдөх болно. Хариуд нь энэхүү хувьсах талбар нь индукцийн гүйдэл (цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдэл) үүсэхэд хүргэдэг. Индукцийн гүйдлийн хөдөлгөөн нь дамжуулагчаар эргэлдэж буй хувьсах гүйдлийн эсрэг үргэлж байх болно, өөрөөр хэлбэл дамжуулагч эсвэл ороомог дахь гүйдлийн чиглэлийн өөрчлөлт бүрийг эсэргүүцэх болно. Энэ процессыг өөрөө индукц гэж нэрлэдэг. Үүний үр дүнд цахилгааны ялгаапотенциалыг өөрөө индукцийн EMF гэж нэрлэдэг.
Өөрийгөө индукцийн үзэгдэл нь зөвхөн гүйдлийн чиглэл өөрчлөгдөхөөс гадна өөрчлөгдөх үед, тухайлбал хэлхээний эсэргүүцэл багассаны улмаас нэмэгдэх үед тохиолддог гэдгийг анхаарна уу.
Өөрийн индукцийн улмаас хэлхээний гүйдлийн аливаа өөрчлөлтөд үзүүлэх эсэргүүцлийн физик тодорхойлолтын хувьд индукцын тухай ойлголтыг нэвтрүүлсэн бөгөөд үүнийг henries-ээр хэмждэг (Америкийн физикч Жозеф Хенригийн хүндэтгэлд). Нэг henry нь гүйдэл 1 секундэд 1 ампераар өөрчлөгдөхөд өөрөө индукцийн явцад 1 вольттой тэнцэх EMF үүсдэг ийм индукц юм.
Хувьсах гүйдэл
Цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдлийн үр дүнд индуктор нь соронзон орон дотор эргэлдэж эхлэхэд индукцийн гүйдэл үүсдэг. Энэ цахилгаан гүйдэл нь хувьсах чадвартай тул чиглэлээ системтэйгээр өөрчилдөг.
Хувьсах гүйдэл нь тогтмол гүйдлээс илүү түгээмэл байдаг. Тиймээс төвийн цахилгаан сүлжээнээс ажилладаг олон төхөөрөмжүүд энэ төрлийн гүйдлийг ашигладаг. Хувьсах гүйдэл нь шууд гүйдэлтэй харьцуулахад өдөөх, тээвэрлэхэд хялбар байдаг. Дүрмээр бол гэр ахуйн ээлжит гүйдлийн давтамж нь 50-60 Гц, өөрөөр хэлбэл 1 секундэд түүний чиглэл 50-60 дахин өөрчлөгддөг.
Хувьсах гүйдлийн геометрийн дүрслэл нь хүчдэлийн цаг хугацааны хамаарлыг тодорхойлсон синусоид муруй юм. Өрхийн гүйдлийн синусоид муруйны бүтэн хугацаа нь ойролцоогоор 20 миллисекунд байна. Дулааны эффектийн дагуу хувьсах гүйдэл нь гүйдэлтэй төстэйDC, хүчдэл нь Umax/√2, энд Umax нь хувьсах гүйдлийн синусоид муруй дээрх хамгийн их хүчдэл юм.
Цахилгаан соронзон индукцийг технологид ашиглах
Цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдлийг нээсэн нь технологийн хөгжилд жинхэнэ өсөлтийг бий болгосон. Энэхүү нээлтээс өмнө хүмүүс зөвхөн цахилгаан батерейг ашиглан хязгаарлагдмал хэмжээгээр цахилгаан үйлдвэрлэж чаддаг байсан.
Одоогоор энэ физик үзэгдлийг цахилгаан трансформатор, индукцийн гүйдлийг дулаан болгон хувиргадаг халаагуур, цахилгаан мотор, машины генератор зэрэгт ашиглаж байна.
