Il mondo intorno a noi è pieno di vari dispositivi elettrici e di una persona curiosa volenti o nolenti interessati a quei processi fisici che avvengono durante il loro funzionamento. Allo stesso tempo, nelle conversazioni degli specialisti, il termine autoinduzione spesso lampeggia e voglio capire quale fenomeno si cela dietro questo termine.
L'autoinduzione, come suggerisce immediatamente il nome, ha una natura comune con l'induzione convenzionale, che, a sua volta, descrive la relazione tra la corrente elettrica di un conduttore posto in un campo magnetico alternato campo. È noto che il flusso di corrente è causato da una sorgente EMF. Di conseguenza, il fenomeno dell'autoinduzione è la comparsa di un EMF, che, come vettore, è orientato nella direzione opposta alla sorgente. Di fatto, la presenza di questo fenomeno impedisce un aumento o una diminuzione troppo rapida della corrente nel conduttore, che avviene secondo la legge esponenziale, Figura 1.
Influenza dell'autoinduzione sulla velocità e sulla direzione del cambiamento di corrente
L'autoinduzione come fenomeno è caratteristica degli elementi induttivi. Un buon esempio di questo è un induttore. È un avvolgimento di filo isolato e nella maggior parte dei casi è inoltre rivestito su un nucleo di ferro per aumentare l'induttanza.
Il valore dell'EMF di autoinduzione è proporzionale al prodotto dell'induttanza della bobina per la velocità di variazione della corrente attraverso di essa e con il segno opposto. Pertanto, se, con un aumento della forza attuale, l'EMF di autoinduzione è diretto contro l'EMF della sorgente e previene un aumento della corrente, poi quando la corrente diminuisce, al contrario, si somma ad essa e, quindi, impedisce una diminuzione attuale. Infatti, la presenza di induttanza nel circuito dovuta all'autoinduzione fornisce un efficace livellamento dei picchi di corrente.
Come una lontana analogia meccanica dell'autoinduzione, si può fare riferimento alla terza legge di Newton: per dall'azione sul corpo della forza nasce una forza di contrasto, che è diretta esattamente al contrario direzione.
Esempi di manifestazioni utili e dannose di autoinduzione
Il fenomeno dell'autoinduzione è spesso utilizzato in modo mirato nella pratica. Ad esempio, in una lampada fluorescente nel circuito del flusso di corrente, viene introdotta un'induttanza, attivata come mostrato in Figura 2. Dopo che il circuito è stato interrotto dallo starter, lo starter, a causa dell'autoinduzione, mantiene la tensione per un po 'di tempo i loro morsetti, ad es. sulla lampada, che è sufficiente per accenderla e passare alla modalità normale bagliore.
Il secondo esempio è il sistema di accensione di un motore a benzina. Include anche uno starter. Dopo aver aperto il circuito del flusso di corrente con un cursore o un elemento chiave a semiconduttore, si verifica un forte aumento EMF di autoinduzione, il cui valore di tensione è sufficiente per la rottura elettrica dello spinterometro della candela, figura 3.
Un esempio delle conseguenze dannose dell'autoinduzione è la combustione dei contatti di prese, macchine automatiche e dispositivi di commutazione simili, Figura 4. In questo caso, la scintilla che salta porta alla corrosione elettrica della superficie di lavoro, che è accompagnata dal suo invecchiamento accelerato.