Główny technologia

Elektronika cewki indukcyjnej

Elektronika cewki indukcyjnej
Elektronika cewki indukcyjnej

Wideo: Cewki - (RS Elektronika) # 7 2024, Może

Wideo: Cewki - (RS Elektronika) # 7 2024, Może
Anonim

Cewka indukcyjna, urządzenie elektryczne do wytwarzania przerywanego źródła wysokiego napięcia. Cewka indukcyjna składa się z centralnego cylindrycznego rdzenia z miękkiego żelaza, na którym nawinięte są dwie izolowane cewki: cewka wewnętrzna lub pierwotna, mająca stosunkowo niewiele zwojów drutu miedzianego, oraz otaczająca cewka wtórna, mająca dużą liczbę zwojów cieńszego drutu miedzianego. Przerywacz służy do automatycznego wytwarzania i przerywania prądu w cewce pierwotnej. Prąd ten magnesuje żelazny rdzeń i wytwarza duże pole magnetyczne w cewce indukcyjnej.

Zasada działania cewki indukcyjnej została podana w 1831 r. Przez Michaela Faradaya. Prawo indukcji Faradaya wykazało, że jeśli pole magnetyczne przez cewkę zostanie zmienione, powstanie siła elektromotoryczna, której wartość zależy od szybkości zmiany pola magnetycznego przez cewkę. Ta indukowana siła elektromotoryczna jest zawsze, zgodnie z prawem Lenza, w takim kierunku, aby przeciwdziałać zmianie pola magnetycznego.

Po uruchomieniu prądu w cewce pierwotnej indukowane siły elektromotoryczne powstają zarówno w cewce pierwotnej, jak i wtórnej. Przeciwna siła elektromotoryczna w cewce pierwotnej powoduje stopniowy wzrost prądu do jego maksymalnej wartości. Kiedy więc zaczyna się prąd, szybkość zmian pola magnetycznego i indukowane napięcie w cewce wtórnej są stosunkowo niewielkie. Z drugiej strony, gdy prąd pierwotny zostaje przerwany, pole magnetyczne ulega szybkiemu zmniejszeniu i w cewce wtórnej wytwarzane jest stosunkowo duże napięcie. To napięcie, które może osiągnąć kilkadziesiąt tysięcy woltów, trwa tylko przez bardzo krótki czas, w którym zmienia się pole magnetyczne. W ten sposób cewka indukcyjna wytwarza duże napięcie trwające przez krótki czas i małe napięcie wsteczne trwające znacznie dłużej. Częstotliwość tych zmian zależy od częstotliwości przerywacza.

Po odkryciu Faradaya wprowadzono wiele ulepszeń cewki indukcyjnej. W 1853 roku francuski fizyk Armand-Hippolyte-Louis Fizeau umieścił kondensator na przerywniku, znacznie szybciej przerywając prąd pierwotny. Metody uzwojenia cewki wtórnej zostały znacznie ulepszone przez Heinricha Daniela Ruhmkorffa (1851) w Paryżu, Alfreda Apps w Londynie i Friedricha Klingelfussa w Bazylei, którzy byli w stanie uzyskać iskry w powietrzu o długości około 150 cm (59 cali). Istnieją różne rodzaje przerywników. W przypadku małych cewek indukcyjnych mechaniczna jest przymocowana do cewki, podczas gdy większe cewki wykorzystują oddzielne urządzenie, takie jak przerywacz strumienia rtęci lub przerywacz elektrolityczny wynaleziony przez Arthura Wehnelta w 1899 r.

Cewki indukcyjne zostały wykorzystane do zapewnienia wysokiego napięcia do wyładowań elektrycznych w gazach pod niskim ciśnieniem i jako takie były pomocne w odkryciu promieni katodowych i promieni rentgenowskich na początku XX wieku. Inną formą cewki indukcyjnej jest cewka Tesli, która wytwarza wysokie napięcia przy wysokich częstotliwościach. Większe cewki indukcyjne stosowane w lampach rentgenowskich zostały przesunięte przez prostownik transformatorowy jako źródło napięcia. W XXI wieku mniejsze cewki indukcyjne były szeroko stosowane jako kluczowy element układów zapłonowych silników benzynowych.