หลักการของตัวเหนี่ยวนำเก็บพลังงานไฟฟ้า

หน้าที่หลักของตัวเหนี่ยวนำคือการเก็บกระแสสลับ (เก็บพลังงานไฟฟ้าในรูปของสนามแม่เหล็ก) แต่ไม่สามารถเก็บกระแสตรงได้ (กระแสตรงสามารถผ่านขดลวดเหนี่ยวนำโดยไม่มีสิ่งกีดขวาง)

หน้าที่หลักของความจุไฟฟ้าคือการเก็บกระแสตรง (เก็บพลังงานไฟฟ้าโดยตรงบนแผ่นตัวเก็บประจุ) แต่ไม่สามารถเก็บไฟฟ้ากระแสสลับได้ (กระแสสลับสามารถผ่านตัวเก็บประจุได้โดยไม่มีสิ่งกีดขวาง)

การเหนี่ยวนำดั้งเดิมที่สุดถูกค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ฟาราเดย์ ในปี พ.ศ. 2374

การใช้งานทั่วไปได้แก่ หม้อแปลง มอเตอร์ ฯลฯ

แผนผังของขดลวดฟาราเดย์ (ขดลวดฟาราเดย์เป็นขดลวดเหนี่ยวนำร่วม)

ตัวเหนี่ยวนำอีกประเภทหนึ่งคือตัวเหนี่ยวนำขดลวดเหนี่ยวนำ

ในปี ค.ศ. 1832 เฮนรี นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน ได้ตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำตนเอง เนื่องจากการมีส่วนร่วมที่สำคัญของเฮนรี่ในด้านปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำตนเอง ผู้คนจึงเรียกหน่วยของการเหนี่ยวนำเฮนรี่ เรียกย่อว่าเฮนรี่

ปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำตัวเองเป็นปรากฏการณ์ที่เฮนรี่ค้นพบโดยบังเอิญเมื่อเขาทำการทดลองแม่เหล็กไฟฟ้า ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2372 เมื่อโรงเรียนปิดเทอม เฮนรีกำลังศึกษาแม่เหล็กไฟฟ้า เขาพบว่าคอยล์ทำให้เกิดประกายไฟที่ไม่คาดคิดเมื่อไฟฟ้าดับ ในช่วงปิดเทอมฤดูร้อนของปีถัดมา เฮนรียังคงศึกษาการทดลองเกี่ยวกับการเหนี่ยวนำตนเองต่อไป

ในที่สุด ในปี พ.ศ. 2375 ได้มีการตีพิมพ์บทความเพื่อสรุปว่าในขดลวดที่มีกระแส เมื่อกระแสเปลี่ยนแปลง แรงเคลื่อนไฟฟ้า (แรงดันไฟฟ้า) เหนี่ยวนำจะถูกสร้างขึ้นเพื่อรักษากระแสเดิม ดังนั้นเมื่อตัดการเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟของคอยล์ กระแสไฟฟ้าจะลดลงทันที และคอยล์จะสร้างแรงดันไฟฟ้าที่สูงมาก จากนั้นประกายไฟที่เฮนรี่เห็นจะปรากฏขึ้น (ไฟฟ้าแรงสูงสามารถทำให้อากาศแตกตัวเป็นไอออนและการลัดวงจรเพื่อสร้างประกายไฟ)

ขดลวดเหนี่ยวนำตัวเอง

ฟาราเดย์ค้นพบปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า องค์ประกอบหลักส่วนใหญ่ก็คือการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์แม่เหล็กจะสร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ

กระแสตรงที่เสถียรจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวเสมอ ในวงรอบปิด กระแสจะไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นกระแสที่ไหลผ่านขดลวดจึงไม่เปลี่ยนแปลง และฟลักซ์แม่เหล็กจะไม่เปลี่ยนแปลง หากฟลักซ์แม่เหล็กไม่เปลี่ยนแปลง จะไม่เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ดังนั้นกระแสตรงจึงสามารถผ่านขดลวดเหนี่ยวนำได้อย่างง่ายดายโดยไม่มีสิ่งกีดขวาง

ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ทิศทางและขนาดของกระแสจะเปลี่ยนไปตามเวลา เมื่อไฟฟ้ากระแสสลับผ่านขดลวดตัวเหนี่ยวนำ เนื่องจากขนาดและทิศทางของกระแสมีการเปลี่ยนแปลง ฟลักซ์แม่เหล็กรอบตัวเหนี่ยวนำก็จะเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องเช่นกัน การเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กจะทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้า และแรงเคลื่อนไฟฟ้านี้จะขัดขวางการเคลื่อนที่ของกระแสสลับ!

แน่นอนว่าอุปสรรคนี้ไม่ได้ป้องกัน AC ไม่ให้ผ่าน 100% แต่จะเพิ่มความยากในการผ่าน AC (ความต้านทานเพิ่มขึ้น) ในกระบวนการปิดกั้นกระแสไฟฟ้ากระแสสลับ พลังงานไฟฟ้าส่วนหนึ่งจะถูกแปลงเป็นรูปสนามแม่เหล็กและเก็บไว้ในตัวเหนี่ยวนำ นี่คือหลักการของตัวเหนี่ยวนำที่เก็บพลังงานไฟฟ้า

หลักการของตัวเหนี่ยวนำการเก็บและปล่อยพลังงานไฟฟ้าเป็นกระบวนการง่ายๆ:

เมื่อกระแสของคอยล์เพิ่มขึ้น—ทำให้ฟลักซ์แม่เหล็กโดยรอบเปลี่ยนแปลง—ฟลักซ์แม่เหล็กเปลี่ยนแปลง—สร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำย้อนกลับ (กักเก็บพลังงานไฟฟ้า)—ปิดกั้นกระแสไม่ให้เพิ่มขึ้น

เมื่อกระแสของคอยล์ลดลง—ทำให้ฟลักซ์แม่เหล็กโดยรอบเปลี่ยนแปลง—ฟลักซ์แม่เหล็กเปลี่ยนแปลง—สร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในทิศทางเดียวกัน (ปล่อยพลังงานไฟฟ้า)—ปิดกั้นกระแสไม่ให้ลดลง

กล่าวอีกนัยหนึ่งตัวเหนี่ยวนำเป็นแบบอนุรักษ์นิยมและรักษาสถานะดั้งเดิมไว้เสมอ! เขาเกลียดการเปลี่ยนแปลงและดำเนินการเพื่อป้องกันการเปลี่ยนแปลงของกระแส!

ตัวเหนี่ยวนำเป็นเหมือนอ่างเก็บน้ำน้ำกระแสสลับ เมื่อกระแสในวงจรมีขนาดใหญ่ มันจะกักเก็บบางส่วนไว้ และเมื่อกระแสไฟฟ้าน้อย ก็จะปล่อยออกมาเสริม!

เนื้อหาบทความมาจากอินเทอร์เน็ต