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感应线圈电子

感应线圈电子
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Anonim

感应线圈,一种用于产生间歇性高压源的电气设备。感应线圈由软铁制成的中心圆柱芯,上面缠绕有两个绝缘线圈:一个内部或初级线圈,具有相对较少的铜线匝数;一个周围的次级线圈,具有大量较细的铜线匝数。灭弧室用于自动产生和断开初级线圈中的电流。该电流使铁芯磁化,并在整个感应线圈中产生较大的磁场。

感应线圈的工作原理是迈克尔·法拉第(Michael Faraday)在1831年提出的。法拉第感应定律表明,如果改变通过线圈的磁场,则会产生电动势,该电动势的值取决于通过线圈的磁场的时间变化率。根据伦茨定律,这种感应电动势始终沿与磁场变化相反的方向。

当初级线圈中的电流开始时,在初级线圈和次级线圈中都会产生感应电动势。初级线圈中的反电动势使电流逐渐上升到最大值。因此,当电流开始时,次级线圈中的磁场的时间变化率和感应电压相对较小。另一方面,当初级电流中断时,磁场迅速减小,并且在次级线圈中产生相对较大的电压。该电压可能达到数万伏特,仅持续很短的时间,在此期间磁场发生变化。因此,感应线圈产生的大电压持续时间短,而小的反向电压持续时间长得多。这些变化的频率取决于灭弧室的频率。

在法拉第的发现之后,感应线圈有了许多改进。1853年,法国物理学家Armand-Hippolyte-Louis Fizeau在灭弧室两端放置了一个电容器,从而使一次电流的断开速度更快。巴黎的Heinrich Daniel Ruhmkorff(1851),伦敦的阿尔弗雷德·阿普斯(Alfred Apps)和巴塞尔的Friedrich Klingelfuss极大地改进了用于缠绕次级线圈的方法,后者能够在约150厘米(59英寸)长的空气中获取火花。有各种各样的灭弧室。对于小型感应线圈,将机械线圈连接到线圈上,而较大的线圈则使用单独的设备,例如汞喷射灭弧室或Arthur Wehnelt在1899年发明的电解灭弧室。

感应线圈用于为低压气体放电提供高压,因此在20世纪初发现阴极射线和X射线时起了重要作用。感应线圈的另一种形式是特斯拉线圈,它可以在高频下产生高电压。X射线管使用的较大的感应线圈由变压器整流器取代,作为电压源。在21世纪,较小的感应线圈作为汽油发动机点火系统中的关键组件而广泛使用。