Categories: Electrònica pràctica, Electricistes novells
Nombre de visualitzacions: 87343
Comentaris sobre l'article: 2
Com detectar circuits tancats
Si a la vostra escola s’ensenyava bé la física, probablement recordareu l’experiència que explicava clarament el fenomen de la inducció electromagnètica.
A l’exterior, semblava una cosa així: el professor va venir a l’aula, els assistents van portar uns electrodomèstics i els van col·locar sobre la taula. Després d’explicar el material teòric, es va iniciar una demostració d’experiments, que il·lustra clarament la història.
Inducció electromagnètica
Per demostrar el fenomen d’inducció electromagnètica necessari inductor imant directe molt gran, potent, que connecta cables i un dispositiu anomenat galvanòmetre.
L’aspecte del galvanòmetre era una caixa plana una mica més gran que una xapa A4 estàndard, i darrere de la paret frontal, que estava tancada per vidre, es va col·locar una escala amb un zero al mig. Darrere del mateix vidre es podia veure una espessa fletxa negra. Tot això es distingia força fins i tot dels escriptoris més recents.
Els cables del galvanòmetre es connectaven a la bobina mitjançant cables, després l’imant simplement es movia amunt i avall dins de la bobina a mà. Amb el temps, amb l'imant que es desplaçava d'un costat a l'altre, l'agulla del galvanòmetre es va moure, cosa que indica que el corrent flueix a través de la bobina. És cert que, després de la graduació, un amic del professor de física em va dir que a la paret posterior del galvanòmetre hi havia un mànec antifat, que s’utilitzava per moure el tirador manualment si l’experiment fallava.
Ara aquests experiments semblen simples i gairebé no mereixen ser atents. Però la inducció electromagnètica ara s’utilitza en moltes màquines i dispositius elèctrics. El 1831, Michael Faraday es va dedicar al seu estudi.
Aleshores encara no hi havia prou instruments sensibles i precisos, per la qual cosa va trigar molts anys a endevinar que l’imant s’hauria de moure dins de la bobina. Es van provar imants de diverses formes i fortaleses, també es van canviar les dades de bobinatge de les bobines, es va aplicar el imant a la bobina de diferents maneres, però només el flux magnètic alternatiu aconseguit pel moviment de l’imant va donar resultats positius.
Els estudis de Faraday han demostrat que la força electromotriu sorgida en un circuit tancat (bobina i galvanòmetre segons la nostra experiència) depèn de la velocitat de canvi del flux magnètic, limitada pel diàmetre intern de la bobina. En aquest cas, és absolutament indiferent a com es produeix el canvi en el flux magnètic: o bé a causa d’un canvi en el camp magnètic, o a causa del moviment de la bobina en un camp magnètic constant.
Autoinducció, EMF d’autoinducció
El més interessant és que la bobina es troba en el seu propi camp magnètic creat pel corrent que hi circula. Si el corrent al circuit en consideració (circuits de bobina i externs) canvia per algun motiu, el flux magnètic que provoca EMF també canviarà.
Aquest EMF s'anomena EMF d'autoinducció. Un notable científic rus E.Kh. va estudiar aquest fenomen. Lenz. El 1833, va descobrir la llei d'interacció de camps magnètics en una bobina, donant lloc a l'autoinducció. Aquesta llei ara es coneix com la llei de Lenz. (No s’ha de confondre amb la llei Joule-Lenz)!
La llei de Lenz diu que la direcció del corrent d’inducció que sorgeix en un circuit tancat conductor és tal que crea un camp magnètic que contraresta el canvi del flux magnètic que va provocar l’aparició del corrent d’inducció.
En aquest cas, la bobina es troba en el seu propi flux magnètic, que és directament proporcional a la força actual: Ф = L * I.
En aquesta fórmula hi ha un coeficient de proporcionalitat L, també anomenat coeficient d’inductància o autoinductància de la bobina. Al sistema SI, la unitat d’inductància s’anomena henry (GN).Si amb un corrent constant d’1A, la bobina crea el seu propi flux magnètic d’1VB, una tal bobina té una inductància d’1H.
Com un condensador carregat que subministra energia elèctrica, la bobina per la qual flueix el corrent proporciona energia magnètica. Degut al fenomen d’autoinducció, si la bobina està connectada a un circuit amb una font EMF, quan el circuit es tanca, el corrent s’ajusta amb un retard.
De la mateixa manera, no s’atura immediatament quan es desconnecta. En aquest cas, l’EMF d’auto-inducció actua sobre els terminals de la bobina, el valor dels quals és significativament (deu vegades més elevat) que l’EMF de la font d’energia. Per exemple, un fenomen similar s’utilitza en les bobines d’encesa dels cotxes, en les exploracions horitzontals dels televisors, així com en l’esquema estàndard d’encesa de làmpades fluorescents. Aquestes són totes les manifestacions útils de l’autoinducció de l’EMF.
En alguns casos, l’EMF d’autoinducció és perjudicial: si l’interruptor de transistor es carrega amb una bobina d’una bobina de relé o d’un electroimant, llavors s’instal·la un díode protector en paral·lel amb el bobinat per protegir l’EMF de l’autoinducció amb la polaritat de l’EMF inversa de la font d’energia. Aquesta inclusió es mostra a la figura 1.
Figura 1. Protecció de l’interruptor del transistor contra l’autoinducció de l’EMF.
Com detectar circuits tancats
Sovint sorgeixen dubtes, però hi ha curts circuits en el transformador o en bobinats del motor? Per a aquestes comprovacions, s'utilitzen diversos dispositius, per exemple, RLC (ponts o dispositius casolans). Tot i això, és possible comprovar si hi ha curtcircuits mitjançant una senzilla làmpada de neó. Hi pot cabre qualsevol làmpada, fins i tot des d’un defecte bullidor elèctric fabricat a la Xina.
Per realitzar una mesura, cal connectar una làmpada sense resistència limitant al bobinat estudiat. La bobinada ha de tenir la inductància més gran; si es tracta d’un transformador de xarxa, connecteu la làmpada al bobinat de la xarxa. Després d'això, s'ha de passar pel corrent de diversos mil·límps. Per a aquest propòsit, podeu utilitzar una font d’alimentació amb resistència connectada en sèrie, tal com es mostra a la figura 2.
Podeu utilitzar les bateries com a font d’energia. Si en el moment d’obrir el circuit d’alimentació hi ha un flaix d’una làmpada, la bobina es troba en servei, no hi ha girs de curtcircuit. (Per fer més clara la seqüència d’operacions, l’interruptor es mostra a la figura 2).
Aquestes mesures es poden realitzar amb un avòmetre indicador com a bateria, com un TL-4 en el mode de mesura de resistència * 1 Ohm. En aquest mode, el dispositiu especificat proporciona un corrent d'aproximadament un mil·límetre i mig, cosa suficient per a les mesures descrites. Multímetre digital no es pot utilitzar per a aquests propòsits: el seu corrent no és suficient per crear la força de camp magnètic necessària.
També es poden realitzar mesures similars si la làmpada de neó es substitueix amb els seus propis dits: per augmentar la resolució del "dispositiu de mesura", els dits han de quedar lleugerament tallats. Amb una bobina de treball, sentiràs una descàrrega elèctrica força forta, per descomptat no fatal, però tampoc molt agradable.
Figura 2. Detecció de girs de curtcircuit mitjançant una làmpada de neó.
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: