感應(yīng)線圈是一種利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)勢的線圈。
電磁感應(yīng)是指將導(dǎo)體置于磁通變動(dòng)的環(huán)境中時(shí),會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢并產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備以及繼電器、電磁鐵等帶有線圈的電氣元件中經(jīng)常發(fā)生。
本節(jié)中的感應(yīng)線圈,除了上述設(shè)備和部件外,還用作一種用于創(chuàng)造這種“磁通量波動(dòng)環(huán)境”的裝置。它也被稱為感應(yīng)線圈。通過電流通過線圈,它會(huì)產(chǎn)生磁場并產(chǎn)生電動(dòng)勢,但它也用于將磁能轉(zhuǎn)換為熱能,并產(chǎn)生火花等放電。
感應(yīng)線圈應(yīng)用
1. 教育/研究
感應(yīng)線圈用于教育科學(xué)實(shí)驗(yàn)中獲得高電壓,具體用于各種放電管(例如克魯克斯管、光譜管和十字真空計(jì))的實(shí)驗(yàn)和觀察。
它曾用于研究真空放電管(蓋斯勒管、普拉克管、克魯克斯管等),這些研究促成了電子的發(fā)現(xiàn)。這些裝置使用感應(yīng)線圈向真空玻璃管中的電極施加高電壓,從而在玻璃管內(nèi)產(chǎn)生放電。倫琴發(fā)明的第一臺(tái)X射線裝置也使用了感應(yīng)線圈。
2.工業(yè)應(yīng)用
汽車點(diǎn)火裝置中使用的點(diǎn)火線圈也屬于感應(yīng)線圈的一種。點(diǎn)火線圈是在鐵芯上纏繞兩個(gè)線圈(初級(jí)線圈和次級(jí)線圈)的線圈。通過初級(jí)線圈的通電或斷電,磁通量發(fā)生變化,在次級(jí)線圈中產(chǎn)生高電壓。此時(shí),次級(jí)線圈產(chǎn)生的高電壓用于點(diǎn)燃汽車中的汽油。
在日本,自 1960 年代以來,感應(yīng)加熱就已用于熔化金屬,并且已為此制造了專用線圈。
3. 家庭使用
自1974年起,家用電磁烹飪器具(也稱為IH烹飪加熱器)在日本開始流行。
在這個(gè)炊具中,線圈產(chǎn)生的交變磁場會(huì)在放置在線圈上方的金屬炊具中產(chǎn)生渦流,然后對其進(jìn)行加熱。
無線電力傳輸?shù)膫鬏攤?cè)所采用的線圈也是感應(yīng)線圈。
感應(yīng)線圈的原理
1.電磁感應(yīng)原理
電磁感應(yīng)是指將線圈等導(dǎo)體置于磁通量變化的環(huán)境中時(shí)產(chǎn)生電動(dòng)勢的現(xiàn)象。 簡單的例子是將條形磁鐵插入線圈并取出的現(xiàn)象。根據(jù)楞次定律,在這種情況下產(chǎn)生的感應(yīng)電流會(huì)沿著“產(chǎn)生磁場的方向,與外界因素引起的磁場變化方向相反”的方向流動(dòng)。
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,設(shè)電動(dòng)勢(V)為ε,磁通量(Wb)為Φ,線圈匝數(shù)為N,則
ε = -N?(dΦ / dt)
其表達(dá)形式為:
2.感應(yīng)線圈原理
感應(yīng)線圈有兩種:一種僅指產(chǎn)生磁場引起電磁感應(yīng)的初級(jí)線圈;一種指由初級(jí)線圈和次級(jí)線圈組成的裝置,通過電流通過初級(jí)線圈引起磁場的變化,在次級(jí)線圈中產(chǎn)生高電壓。
由兩個(gè)線圈組成的線圈的典型示例是將初級(jí)線圈和次級(jí)線圈繞在同一鐵芯上。通常,初級(jí)線圈的匝數(shù)較少,而次級(jí)線圈的匝數(shù)較多。初級(jí)線圈中流過直流電流,但只要電流恒定,流過鐵芯的磁通量就會(huì)保持恒定,不會(huì)波動(dòng),因此次級(jí)線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。然而,每次啟動(dòng)和停止流過初級(jí)線圈的電流時(shí),磁通量都會(huì)發(fā)生變化,并在次級(jí)線圈中產(chǎn)生高壓電動(dòng)勢。
感應(yīng)線圈類型
感應(yīng)線圈的定義僅限于“通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)勢的線圈”,沒有單獨(dú)的標(biāo)準(zhǔn)。因此,根據(jù)用途提供各種類型的產(chǎn)品,也可以定制。
與許多線圈、電感器以及使用它們的元器件和設(shè)備一樣,線圈有兩種類型:空芯線圈和鐵芯線圈。空芯線圈的磁導(dǎo)率較低,不會(huì)發(fā)生磁通飽和。而鐵芯線圈的磁導(dǎo)率較高。
相關(guān)產(chǎn)品
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