感应和线圈

时间:2025-01-08

  磁场被定义为带电粒子周围的区域,在该区域中,带电粒子因磁力而受到作用力。电流通过导体时会产生磁场;在此实验中,当激活开关以允许电流流过线圈时,就会出现这种情况。

  由此产生的磁场表现为以大小和方向为特征的力,但被认为是静态的,因为磁场随时间保持恒定;有关传感器中使用的磁场
  电磁感应
  对于那些喜欢定义的人来说,当磁场围绕导体移动时,电磁感应会产生电动势 (EMF)。这听起来令人困惑,但电磁感应被认为是磁场的补充过程,但它更动态而不是静态。
  如果可以使用电流产生磁场,那么也应该可以从移动磁场产生电流。为了实现这一点,磁场必须随着时间的推移通过移动、增大或收缩来改变。在法拉第的实验中,他使用了一个可以打开和关闭的开关,这会导致磁场膨胀和崩溃,这就是他的检流计能够检测电流变化的方式。
  下一个问题是:“我们如何通过电磁感应产生运动?”
  我们将使用简单的感应电机作为示例。使用交流电,我们执行与法拉第实验相同的过程。交流电将产生一个磁场,该磁场会以均匀间隔的频率定期改变每个线圈的极性。这使得磁场具有不同的强度,终产生与磁场强度的上升和下降相切的磁力。

  当与包含永磁体的转子(例如鼠笼)配合使用时,会产生旋转运动。铁质非永磁转子(称为感应转子)也会受到线圈感应的影响,但永磁转子通常更有利于变速应用。

  图 3. 鼠笼由交流电线圈产生的变化磁场驱动。
  电感式传感器

  电感式接近传感器以相同的方式工作。每个传感器在检测侧附近都有较小的线圈,可产生电磁场。当导电材料进入该区域时,它会在磁场内产生电阻。该电阻由内部振荡器拾取,一旦达到特定阈值,该振荡器将触发内部电路,为自动化应用产生信号。

  图 4. 传感器使用线圈产生的静磁场。
  电磁感应是将电能转化为物理运动的基本原理,对于电机、传感器、螺线管、发电机、起动器和许多其他设备等各种技术至关重要。它涉及通过在导体周围移动磁场来产生电动势 (EMF)。
  这种动态过程对于感应电机等设备至关重要,交流电会产生变化的磁场,产生旋转运动,并允许传感器通过测量磁场的破坏来检测导电材料。这是一项非常简单的技术,只要使用机电设备就会使用它。
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