Induktanssin ydintehtävä on varastoida vaihtovirtaa (sähköenergian varastointi magneettikentän muodossa), mutta se ei voi varastoida tasavirtaa (tasavirta voi kulkea induktorin kelan läpi esteettä).
Kapasitanssin ydintehtävä on varastoida tasavirtaa (sähköenergian varastointi suoraan kondensaattorilevyille), mutta se ei voi varastoida vaihtovirtaa (vaihtovirta voi kulkea kondensaattorin läpi esteettä).
Primitiivisimmän induktanssin löysi brittiläinen tiedemies Faraday vuonna 1831.
Tyypillisiä käyttökohteita ovat erilaiset muuntajat, moottorit jne.
Faraday-kelan kaavio (Faraday-kela on keskinäinen induktanssikela)
Toinen induktanssityyppi on itseohjautuvainduktanssi kela
Vuonna 1832 amerikkalainen tiedemies Henry julkaisi paperin itseinduktioilmiöstä. Henryn tärkeän panoksen vuoksi itseinduktioilmiön alalla ihmiset kutsuvat induktanssin yksikköä Henryksi, lyhennettynä Henry.
Itseinduktioilmiö on ilmiö, jonka Henry löysi vahingossa tehdessään sähkömagneettikoetta. Elokuussa 1829, kun koulu oli lomalla, Henry opiskeli sähkömagneetteja. Hän havaitsi, että kela synnytti odottamattomia kipinöitä, kun virta katkaistiin. Seuraavan vuoden kesälomalla Henry jatkoi itseinduktioon liittyvien kokeiden tutkimista.
Lopulta vuonna 1832 julkaistiin paperi, jonka päätelmänä oli, että käämiin, jossa on virta, virran muuttuessa syntyy indusoitunut sähkömotorinen voima (jännite) alkuperäisen virran ylläpitämiseksi. Joten kun kelan virransyöttö katkaistaan, virta pienenee välittömästi ja käämi tuottaa erittäin korkean jännitteen, ja sitten Henryn näkivät kipinät ilmestyvät (korkea jännite voi ionisoida ilman ja aiheuttaa oikosulun kipinöiksi).
Itseinduktanssi kela
Faraday löysi sähkömagneettisen induktion ilmiön, jonka ydinelementti on, että muuttuva magneettivuo synnyttää indusoituneen sähkömotorisen voiman.
Vakaa tasavirta liikkuu aina yhteen suuntaan. Suljetussa silmukassa sen virta ei muutu, joten kelan läpi kulkeva virta ei muutu, eikä sen magneettivuo muutu. Jos magneettivuo ei muutu, indusoitunutta sähkömoottoria ei synny, joten tasavirta pääsee helposti kulkemaan kelan läpi ilman esteitä.
Vaihtovirtapiirissä virran suunta ja suuruus muuttuvat ajan myötä. Kun vaihtovirta kulkee induktorin kelan läpi, virran suuruuden ja suunnan muuttuessa myös induktorin ympärillä oleva magneettivuo muuttuu jatkuvasti. Magneettivuon muutos aiheuttaa sähkömotorisen voiman muodostumisen, ja tämä sähkömotorinen voima vain estää AC:n kulkemisen!
Tämä este ei tietenkään estä vaihtovirtaa ohittamasta 100%, mutta se vaikeuttaa vaihtovirtaa (impedanssi kasvaa). Vaihtovirran läpiviennin estoprosessissa osa sähköenergiasta muunnetaan magneettikentän muotoon ja varastoidaan kelaan. Tämä on sähköenergian varastoinnin periaate
Induktorin sähköenergian varastoinnin ja vapauttamisen periaate on yksinkertainen prosessi:
Kun kelan virta kasvaa – jolloin ympäröivä magneettivuo muuttuu – magneettivuo muuttuu – synnyttää käänteisen indusoidun sähkömotorisen voiman (varaa sähköenergiaa) – estää virran lisääntymisen
Kun kelan virta pienenee – jolloin ympäröivä magneettivuo muuttuu – magneettivuo muuttuu – synnyttää samaan suuntaan indusoituneen sähkömotorisen voiman (vapauttaa sähköenergiaa) – estää virran pienenemisen
Sanalla sanoen, induktori on konservatiivinen, joka säilyttää aina alkuperäisen tilan! Hän vihaa muutosta ja ryhtyy toimiin estääkseen virran muuttumisen!
Induktori on kuin vaihtovirtavesisäiliö. Kun virta piirissä on suuri, se tallentaa osan siitä, ja kun virta on pieni, se vapauttaa sen täydentämään!
Artikkelin sisältö tulee Internetistä
Postitusaika: 27.8.2024