Gutdver.ru

Отделка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Катушка индуктивности

Катушка индуктивности

Кату́шка индукти́вности (устар. дроссель ) — винтовая, спиральная или винтоспиральная катушка из свёрнутого изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью при относительно малой ёмкости и малом активном сопротивлении. Как следствие, при протекании через катушку переменного электрического тока наблюдается её значительная инерционность.

Применяются для подавления помех, сглаживания биений, накопления энергии, ограничения переменного тока, в резонансных (колебательный контур) и частотно-избирательных цепях, в качестве элементов индуктивности искусственных линий задержки с сосредоточенными параметрами, создания магнитных полей, датчиков перемещений и так далее.

Содержание

Терминология [ править | править код ]

Индуктивная катушка — элемент электрической цепи, предназначенный для использования его индуктивности [1] (ГОСТ 19880-74, см. термин 106).

Катушка индуктивности — индуктивная катушка, являющаяся элементом колебательного контура и предназначенная для использования её добротности [2] (ГОСТ 20718-75, см. термин 1).

Электрический реактор — индуктивная катушка, предназначенная для использования её в силовой электрической цепи [3] (ГОСТ 18624-73, см. термин 1). Одним из видов реактора является токоограничивающий реактор, например, для ограничения тока короткого замыкания ЛЭП.

При использовании для подавления помех, сглаживания пульсаций электрического тока, изоляции (развязки) по высокой частоте разных частей схемы и накопления энергии в магнитном поле сердечника часто называют дросселем, а иногда реактором. Такое толкование нестандартизированного термина «дроссель» (являющегося калькой с нем. Drossel) пересекается со стандартизированными терминами. В случае, если работа данного элемента цепи основана на добротности катушки, то такой элемент следует называть «катушкой индуктивности», в противном случае «индуктивной катушкой».

Цилиндрическую катушку индуктивности, длина которой намного превышает диаметр, называют соленоидом, магнитное поле внутри длинного соленоида однородно. Кроме того, зачастую соленоидом называют устройство, выполняющее механическую работу за счёт магнитного поля при втягивании ферромагнитного сердечника, или электромагнитом. В электромагнитных реле называют обмоткой реле, реже — электромагнитом.

При использовании для накопления энергии (например, в схеме импульсного стабилизатора напряжения) называют индукционным накопителем или накопительным дросселем.

Конструкция [ править | править код ]

Конструктивно выполняется в виде винтовых или винтоспиральных (диаметр намотки изменяется по длине катушки) катушек однослойных или многослойных намоток изолированного одножильного или многожильного (литцендрат) проводника на диэлектрическом каркасе круглого, прямоугольного или квадратного сечения, часто на тороидальном каркасе или, при использовании толстого провода и малом числе витков — без каркаса. Иногда, для снижения распределённой паразитной ёмкости, при использовании в качестве высокочастотного дросселя однослойные катушки индуктивности наматываются с «прогрессивным» шагом — шаг намотки плавно изменяется по длине катушки. Намотка может быть как однослойной (рядовая и с шагом), так и многослойной (рядовая, внавал, типа «универсал»). Намотка «универсал» имеет меньшую паразитную ёмкость. Часто, опять же для снижения паразитной ёмкости, намотку выполняют секционированной, группы витков отделяются пространственно (обычно по длине) друг от друга.

Для увеличения индуктивности катушки часто снабжают замкнутым или разомкнутым ферромагнитным сердечником. Катушки индуктивности подавления высокочастотных помех имеют ферродиэлектрические сердечники: ферритовые, флюкстроловые, из карбонильного железа. Катушки, предназначенные для сглаживания пульсаций промышленной и звуковой частот, имеют сердечники из электротехнических сталей или магнитомягких сплавов (пермаллоев). Также сердечники (в основном ферромагнитные, реже диамагнитные) используют для изменения индуктивности катушек в небольших пределах путём изменения положения сердечника относительно обмотки. На сверхвысоких частотах, когда ферродиэлектрики теряют свою магнитную проницаемость и резко увеличивают потери, применяются металлические (латунные) сердечники.

На печатных платах электронных устройств также иногда делают плоские «катушки» индуктивности: геометрия печатного проводника выполняется в виде круглой или прямоугольной спирали, волнистой линии или в виде меандра. Такие «катушки индуктивности» часто используются в сверхбыстродействующих цифровых устройствах для выравнивания времени распространения группы сигналов по разным печатным проводникам от источника до приемника, например, в шинах данных и адреса [4] .

Свойства катушки индуктивности [ править | править код ]

Свойства катушки индуктивности:

  • Скорость изменения тока через катушку ограничена и определяется индуктивностью катушки.
  • Сопротивление (модуль импеданса) катушки растет с увеличением частоты текущего через неё тока.
  • Катушка индуктивности при протекании тока запасает энергию в своём магнитном поле. При отключении внешнего источника тока катушка отдаст запасенную энергию, стремясь поддержать величину тока в цепи. При этом напряжение на катушке нарастает вплоть до пробоя изоляции или возникновения дуги на коммутирующем ключе.

Катушка индуктивности в электрической цепи для переменного тока имеет не только собственное омическое (активное) сопротивление, но и реактивное сопротивление переменному току, нарастающее при увеличении частоты, поскольку при изменении тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции, препятствующая этому изменению.

Читайте так же:
Легранд самые дорогие розетки

Катушка индуктивности обладает реактивным сопротивлением, модуль которого X L = ω L =omega L> , где L  — индуктивность катушки, ω  — циклическая частота протекающего тока. Соответственно, чем больше частота тока, протекающего через катушку, тем больше её сопротивление.

Катушка с током запасает энергию в магнитном поле, равную работе, которую необходимо совершить для установления текущего тока I . Эта энергия равна:

42. Электродинамика Читать 0 мин.

Колебательный контур ― это электрическая цепь, содержащая катушку индуктивности и конденсатор. В такой электрической цепи происходят колебания электрического тока и напряжения, и взаимная трансформация энергии электрического поля и энергии магнитного поля.

Процессы в колебательном контуре
У заряженного конденсатора на одной пластине находится определенное количество отрицательного заряда, а на другой ― положительного. Поскольку между пластинами конденсатора расположен диэлектрик (или воздух, и пластины не соприкасаются) ― заряд не может прямо перейти из одной пластины на другую. Но как только такой конденсатор оказывается подключенным к проводящей цепи, один конец которой связан с одной пластиной ― а другой с другой, заряды начинают переходить от пластины к пластине по «длинному пути» ― через всю цепь. Постепенно конденсатор разряжается ― теряет заряд, а в цепи наблюдается ток, ведь ток ― это направленные движения зарядов.

Если в цепи, кроме проводов и резисторов, находится катушка индуктивности, в равномерный и быстрый процесс перераспределения заряда вмешивается ЭДС самоиндукции катушки. Согласно правилу Ленца, втекающий в катушку ток вызывает ЭДС самоиндукции ― а ЭДС самоиндукции создает индуцированный ток, направленный так, чтобы препятствовать изменению тока в цепи. Если ток в цепи вдруг резко увеличивается ― индукционный ток стремиться его уменьшить, если ток в сети вдруг уменьшается ― индукционный ток стремиться его увеличивать.

Поэтому из―за катушки индуктивности заряд не переходит сразу через всю цепь, от одной обкладки конденсатора к другой. Сила тока в цепи медленно увеличивается ― потому что ее быстрому росту препятствует ЭДС самоиндукции катушки. Максимальной сила тока становится в тот момент, когда конденсатор разряжен (обе его обкладки обладают нулевым зарядом). В этот момент сила тока максимальна благодаря тому, что как только ее перестает наращивать конденсатор за счет потерянных зарядов ― ЭДС самоиндукции прекращает ей препятствовать.

Но разряженный конденсатор больше не может поддерживать силу тока ― ведь заряда на его обкладках нет, и не будь в цепи катушки индукции, ток бы прекратился. Однако здесь вновь срабатывает правило Ленца: после того как сила тока достигла максимума и начала уменьшаться ― в катушке возникает ЭДС и индукционные токи, которые стремятся вернуть силу тока такой, как она была ― максимальной. Поэтому, даже после того, как конденсатор разряжен, в цепи продолжает течь ток. Заряды попадают на обкладку конденсатора и постепенно заряжают ее. На этот раз, та обкладка конденсатора, которая была заряжена положительно и принимала заряд, начинает накапливать отрицательный заряд, а так обкладка, которая была заряжена отрицательно, становится заряженной положительно.

После того как конденсатор зарядится ― он вновь начинает разряжаться. Таким образом, в контуре происходят колебания заряда, силы тока, напряжения и энергий магнитного и электрического поля в катушке индуктивности и конденсаторе.

Цикл процессов, происходящих в колебательном контуре:

1: Начальное состояние ― конденсатор заряжен до максимального заряда Qm, но силы тока в цепи пока нет.

2. Конденсатор разряжается ― заряд переходит от одной обкладки на другую через всю цепь, сила тока в цепи постепенно увеличивается.

3. Конденсатор разряжен ― весь заряд с обкладок уже ушел, сила тока в цепи максимальна и равна Im.

4. Конденсатор заряжается ― сила тока в цепи уменьшается, а конденсатор получает заряд.

5. Конденсатор перезаряжен ― но теперь та обкладка, которая была положительно заряженной, стала отрицательно заряженной, и наоборот. Тока в цепи нет.

6. Конденсатор вновь разряжается, но в обратную сторону ― и ток течет в сторону, обратную тому, что был на этапе 2.

Читайте так же:
Инструмент для выпиливания розеток

7. Конденсатор разряжен ― ток достиг максимума, а заряда на конденсаторе нет.

Для постоянного тока сила тока определялась как количество заряда, прошедшее через сечение проводника за некоторый промежуток времени: I =∆q/t, где

Но переменный ток изменяет в цепи свою величину и свое направление, поэтому силу переменного тока определяют как производную количества заряда по времени:

Заряд в колебательном контуре изменяется по гармоническому закону q(t) = Qmaxsin(ωt + φ0), где

Qmax ― максимальный заряд (амплитуда колебаний заряда), [Кл];

ω ― циклическая частота колебаний [рад/с];

φ0 ― начальная фаза колебаний, [рад];

Следовательно, сила тока в контуре изменяется по закону I = qt‘ = (Qmaxsin(ωt + φ0))t‘ = Qmaxωcos(ωt + φ0). При этом Qmaxω ― максимальная сила тока в цепи: Imax = Qmaxω.

Сила тока в цепи переменного тока равна I = Imaxcos(ωt + φ0), где

Imax ― максимальная сила тока в цепи, [A];

ω ― циклическая частота колебаний [рад/с];

φ0 ― начальная фаза колебаний, [рад];

В колебательном контуре происходит трансформация энергии электрического поля в энергию магнитного поля.

Энергия электрического поля заряженного конденсатора равна We = = = , где

We ― энергия электрического поля конденсатора, [Дж];

C ― электроемкость конденсатора, [Ф];

U ― напряжение на обкладках конденсатора, [В];

q ― заряд на обкладках конденсатора, [Кл].

Так как напряжение на обкладках конденсатора в цепи переменного тока величина переменная, то и энергия электрического поля конденсатора ― переменна.

Энергия электрического поля конденсатора всегда положительна.

Энергия магнитного поля индукционной катушки равна Wm = , где

Wm ― энергия магнитного поля индукционной катушки, [Дж];

L ― индуктивность катушки, [Гн];

Как видно из формулы, энергия магнитного поля катушка также всегда положительна ― вне зависимости от того, какое из направлений силы тока принято в качестве положительного, а какое ― в качестве отрицательно, сила тока, возведенная в квадрат, всегда будет положительной величиной.

Согласно закону сохранения энергии, полная энергия колебательного контура постоянна в любой момент времени: W = Wm max = We max = We + Wm, где

W ― полная энергия свободных электромагнитных колебаний, W = const, [Дж];

Wm max ― максимальная энергия магнитного поля катушки индуктивности, [Дж];

We max ― максимальная энергия электрического поля конденсатора, [Дж];

Wm ― энергия магнитного поля катушки индуктивности, [Дж];

We ― энергия электрического поля конденсатора, [Дж];

или W = CU^2/2 + LI^2/2, где

W ― полная энергия свободных электромагнитных колебаний, W = const, [Дж];

C ― электроемкость конденсатора, [Ф];

U ― напряжение на обкладках конденсатора, [В];

Umax ― максимальное напряжение на обкладках конденсатора, [В];

L ― индуктивность катушки, [Гн];

I ― сила тока в катушке индуктивности, [А];

Imax ― максимальная сила тока в катушке индуктивности, [A].

Частота колебаний силы тока и напряжения в колебательном контуре определяются формулой Томпсона и зависят только от индуктивности катушки и электроемкости конденсатора. Частота и период гармонических колебаний в колебательном контуре равны v = и T = 2πLC, где

База кодов ТН ВЭД

Электрические трансформаторы представляют собой машины, которые безо всяких движущихся частей преобразуют при помощи индукции и с применением жестко настроенной или регулируемой системы один переменный ток в другой переменный ток с иным напряжением, полным сопротивлением и т.д. Как правило, трансформаторы представляют собой одну или две катушки изолированного провода, намотанного на слоистые железные сердечники, хотя в некоторых случаях (например, в радиочастотных трансформаторах) может не быть магнитного сердечника или же сердечник может быть выполнен из агломерированной пылевидной фракции железа, феррита и т.д. Переменный ток одной катушки (первичной сети) возбуждает переменный ток обычно другой силы и напряжения в других катушках (вторичная сеть). В некоторых случаях (автотрансформаторы) имеется только одна катушка, причем часть ее обмотки является общей для первичной и вторичной сети. В броневых трансформаторах вокруг трансформатора имеется кожух из слоистого железа.

Некоторые трансформаторы предназначены для конкретных целей, например, согласующие трансформаторы для согласования полного сопротивления одной цепи с другой и приборные трансформаторы (трансформаторы силы тока и напряжения, комбинированные приборные трансформаторы), применяемые для понижения или повышения напряжения или силы тока до уровня подсоединенного к ним оборудования, например, измерительных приборов, электрических счетчиков или защитных реле.

Читайте так же:
Какое сечение для розетки для компьютера

Данная товарная позиция включает все типы трансформаторов. Они могут быть от небольших, применяемых в радиоприемниках, приборах, игрушках и т.д., до мощных агрегатов, заключенных в масляные резервуары или укомплектованные радиаторами, вентиляторами и т.д. для охлаждения. Мощные агрегаты применяются на электростанциях, распределительных станциях или подстанциях. Частота может колебаться от частоты сети до очень высоких радиочастот.

Мощность трансформатора определяется как полезная мощность в киловатт-амперах при непрерывной работе и при номинальном вторичном напряжении (или силе тока в тех случаях, когда это справедливо), а также при номинальной частоте и без превышения номинальных ограничений по температуре.

Трансформаторы для электросварочного оборудования, представляемые отдельно без сварочных головок или сварочных приспособлений, классифицируются в данной товарной позиции. Однако они не включаются в нее (товарная позиция 8515), когда они представляются вместе со своими сварочными головками или сварочными приспособлениями.

Данная товарная позиция также распространяется на индукционные катушки, т.е. своего рода трансформаторы, в которых прерывистый или меняющийся постоянный ток в первичных устройствах наводит соответствующий ток во вторичных. Они могут применяться либо для того, чтобы повышать напряжение до более высокой величины или, как в телефонной связи, для того, чтобы воспроизводить во вторичных цепях слабый колеблющийся ток, соответствующий колебаниям, накладываемым на ток установившегося режима в первичной цепи. Данная товарная позиция распространяется на индукционные катушки всех видов, за исключением оборудования зажигания для двигателей внутреннего сгорания (товарная позиция 8511).

(II) Электрические статические преобразователи

Оборудование данной группировки применяется для преобразования электроэнергии до параметров, необходимых для его дальнейшего использования. Оно включает в себя преобразовательные элементы (например, лампы) различных типов. Оно также может иметь и различные вспомогательные устройства (например, трансформаторы, индукционные катушки, резисторы, регуляторы (command regulators) и т.д.). Принцип работы заключается в том, что преобразующие элементы являются попеременно проводниками и не проводниками.

То, что это оборудование часто включает в себя дополнительные цепи для регулирования напряжения выходящего тока, не влияет на их классификацию в составе данной группировки; точно так же на это не влияет и то, что они иногда называются регуляторами напряжения или тока. Данная группировка включает:

(А) Выпрямители, преобразующие переменный ток (одно- или многофазный) в постоянный ток, что обычно сопровождается изменением напряжения.

(Б) Инверторы, преобразующие постоянный ток в переменный ток.

(В) Преобразователи переменного тока и преобразователи частоты, при помощи которых переменный ток (одно- или многофазный) преобразуется в ток другой частоты или напряжения.

(Г) Преобразователи постоянного тока, при помощи которых постоянный ток преобразуется в ток другого напряжения.

Электрические статические преобразователи можно подразделить на следующие основные категории в соответствии с типом преобразовательного компонента, которым они укомплектованы:

(1) Полупроводниковые преобразователи, основанные на односторонней проводимости между определенными кристаллами. Такие преобразователи состоят из полупроводника в качестве преобразовательного элемента и различных других устройств (например, охлаждающих устройств, лентопротяжных устройств, приводов, регуляторов, управляющих сетей).

В данную товарную позицию включаются:

(а) Монокристаллические полупроводниковые выпрямители, в которых в качестве преобразовательного элемента применяется устройство, содержащее кристаллы кремния или германия (диод, тиристор, транзистор).

(б) Поликристаллические полупроводниковые выпрямители, в которых применяется диск из селена.

(2) Газоразрядные преобразователи, такие как:

(а) Ртутно-дуговые выпрямители. Их преобразовательный элемент состоит из стеклянной оболочки или металлического сосуда под вакуумом, в котором находится ртутный катод и один или более анодов, через которые пропускается выпрямляемый ток. Они снабжены вспомогательными устройствами, например, для сообщения начального заряда, для зарядки, для охлаждения и иногда для поддержания вакуума.

Существует две категории газоразрядных выпрямителей, различающихся механизмом придания первоначального заряда, а именно «экстроны» (с заряжающими анодами) и «игнитроны» (с зажигателями).

(б) Термоионные выпрямители со светящимися катодами. Их преобразовательный элемент (например, тиратрон) сходен с соответствующим элементом ртутно-дуговых выпрямителей с той разницей, что он имеет светящийся катод вместо ртутного катода.

(3) Преобразователи с механическим преобразовательным элементом, основанные на явлении односторонней проводимости различных контактов, такие как:

(а) Контактные выпрямители (например, выпрямители с кулачковыми валиками), в которых имеется устройство, металлические контакты которого размыкаются и замыкаются синхронно с частотой выпрямляемого переменного тока.

Читайте так же:
Можно ли отключать от розетки вай фай

(б) Ртутные турбинные выпрямители с вращающейся струей ртути, синхронизируемые по частоте переменного тока; струя ртути направлена на неподвижный контакт.

(в) Вибрирующие выпрямители с тонким металлическим язычком, которые колеблются с частотой переменного тока; язычок дотрагивается до контакта, размещенного таким образом, что из источника поступает электроэнергия.

(4) Электролитные выпрямители, действие которых основано на том, что сочетание определенных веществ, применяемых в качестве электродов, с определенными жидкостями в качестве электролитов позволяет движение тока только в одном направлении.

Электрические статические преобразователи могут применяться в различных целях, например:

(1) Как преобразователи для питания и привода стационарных машин или транспортных средств с электрическим приводом (например, локомотивов),

(2) Как преобразователи в качестве источника питания, такие как подзарядники аккумуляторов (которые представляют собой в основном выпрямители с соответствующим трансформатором

и оборудованием регулирования тока), преобразователи для гальванизации и электролиза, аварийные источники энергии, преобразователи для установок, производящих постоянный ток высокого напряжения, преобразователи для нагревательных целей и для питания электромагнитов.

Также сюда относятся преобразователи, известные под названием высоковольтных генераторов (применяются, в частности, в радиоаппаратуре, эмиссионных трубках, микроволновых трубках, ионно-лучевых трубках), которые преобразуют ток от любого источника, обычно сети, в постоянный ток высокого напряжения, необходимый для питания соответствующего оборудования через выпрямители, трансформаторы и т.д.

В данную товарную позицию также включаются стабилизированные источники (выпрямители, объединенные с регулятором), например, такие, которые специально выполнены как блок питания для машин товарной позиции 8471.

Однако генераторы (или трансформаторы) высокого напряжения, специально предназначенные для радиологической аппаратуры, включаются в товарную позицию 9022. Автоматические регуляторы напряжения классифицируются в товарной позиции 9032.

(III) Катушки индуктивности

Они состоят из единичной катушки провода, которая при помещении ее в сеть переменного тока, своей самоиндукцией ограничивает или прерывает поток переменного тока. Сюда относится много различных устройств от небольших дросселей, применяемых в радиосхемах, приборах и т.д. до крупных катушек, часто заливаемых бетоном и применяемых в силовых сетях (например, для ограничения потока электроэнергии на случай короткого замыкания).

Катушки индуктивности или индуктивности, получаемые в форме отдельных компонентов посредством процесса печати, остаются в данной товарной позиции.

Отклоняющие катушки для катодно-лучевых трубок классифицируются в товарной позиции 8540.

В соответствии с общими положениями, касающимися классификации частей (см. общие положения пояснений к разделу XVI), части к изделиям данной товарной позиции классифицируются в этой товарной позиции. В частности, ртутно-дуговые выпрямители с металлическим резервуаром, с насосом или без такового, всегда классифицируются как части.

Однако большая часть электрических компонентов устройств данной товарной позиции относится к другим товарным позициям данной группы, например:

(а) Различные переключатели товарной позиции 8536 (например, переключатели, применяемые с многоконтактными трансформаторами).

(б) Вакуумные или ртутные выпрямительные трубки и лампы (за исключением принадлежащих к типу с металлическими баллонами) и тиратроны (товарная позиция 8540).

(в) Полупроводниковые диоды, транзисторы и тиристоры (товарная позиция 8541).

(г) Изделия товарной позиции 8542.

Пояснения к подсубпозициям

В дополнение к продуктам, описанным в пояснениях ГС к этой товарной позиции, она включает:

1. регулируемые трансформаторы (например, трансформатор с курсором) и регулируемые радиочастотные трансформаторы;

2. ролевые дисперсные трансформаторы для флюоресцентных ламп;

3. специальные трансформаторы для средств связи;

4. компенсационные катушки индуктивности;

5. выходные катушки индуктивности;

6. сглаживающие фильтры;

7. подвижные катушки с сердечником для механизма изменения индуктивности;

8. дроссели для электрических разрядных ламп и трубок;

9. пупиновские катушки;

10. катушки Годфроя;

11. стабилизированные блоки питания (стабилизированные выпрямители).

В настоящую товарную позицию также включаются селеновые и медно-оксидные выпрямительные элементы, либо одинарные (в частности, с селеновыми пластинками), либо комбинированные.

Однако согласно примечанию 5 к данной группе, (см. также примечание 2 к данной группе) настоящая товарная позиция не включает германиевые и кремниевые кристаллические элементы, смонтированные, одинарные или комбинированные, укомплектованные или не укомплектованные изоляционными или охлаждающими устройствами и т.д. при условии, что они не объединены с другими электрическими элементами, такими как трансформаторы и резисторы (товарная позиция 8541 или 8542).

А также данная товарная позиция не включает:

а) коммутаторы для многоканальных трансформаторов (товарная позиция 8536);

Читайте так же:
Как называется цветок с длинной розеткой

б) выпрямляющие лампы, трубки и электровакуумные приборы, такие как газотроны, тиратроны, игнитроны и высоковольтные выпрямляющие трубки для рентгеновского оборудования (подсубпозиция 8540 89 000 0);

в) регуляторы напряжения, классифицируемые в товарной позиции 9032.

8504 40 300 1 — 8504 40 300 9

В данную подсубпозицию включаются статические преобразователи для телекоммуникационной аппаратуры или для вычислительных машин, а также запчасти для них, которые:

— обычно имеют стабилизирующие цепи;

— имеют стандартное выходное напряжение, например, 3, 3.5, 12, 24, 48 или 60 вольт.

Статические преобразователи для телекоммуникационной аппаратуры или для вычислительных машин, а также запчасти для них служат для преобразования тока (АС) питающего источника в необходимый постоянный ток (DC).

Так называемый бесперебойный источник питания (UРS), используемый с вычислительными машина ми, обеспечивает «восстановление» питания (с хорошим сигналом по питанию) в случае нарушения питания, предотвращая тем самым потерю данных.

Для определения понятия «электронные сборки» см. пояснения к подсубпозициям: 8473 10 110 0 и 8473 10 190 0

Для определения понятия «электронные сборки» см. пояснения к подсубпозициям: 8473 10 110 0 и 8473 10 190 0

Музей Лунариум

Время работы: с 10:00 до 21:00,
Выходной день: вторник
«Ретро-кафе»: в дни работы Планетария с 10:00 до 20:00.

Музей «Лунариум» временно закрыт

+7 (495) 221-76-90
АО «Планетарий» © 2017 г. Москва, ул.Садовая-Кудринская, д. 5, стр. 1

Экспонат представляет собой набор из пяти соленоидов, расположенных вдоль замкнутой направляющей кольцевого типа, по которой движется небольшой стальной шарик. Для установки шарика в начальное положение перед запуском кольцевая направляющая установлена под углом 10 ° к горизонту. При поочередной подаче посетителями напряжения на соленоиды стальной шарик начинает двигаться. Задача посетителей состоит в том, чтобы коллективными действиями заставить шарик совершать полные обороты.

Экспонат знакомит с понятием электромагнетизма.

Соленоид – это разновидность электромагнитов, которые создают магнитное поле при прохождении через них электрического тока. Они состоят из многовитковой катушки, намотанной на круглый сердечник, выполненный в виде замкнутого кольца. Соленоиды постоянного тока чаще всего применяются как силовой электропривод. Самый известный пример – тяговое реле автомобильного стартера.

Хотя магнетизм, как сила, действующая на расстоянии и вызываемая магнитными полями, известен с древних времен, магнитное поле становится предметом научных исследований только после открытия в 1820 датским физиком Эрстедом связи между электрическим током и магнитным полем. Электрический ток порождает магнитное поле. Это открытие дало начало новому разделу физики – электромагнетизму. Металлический провод, свернутый в катушку, с проходящим по нему электрическим током (соленоид, от греч. Solen –трубка) и был первым генератором постоянного магнитного поля.

Принцип работы электромагнитной ракеты прост и хорошо иллюстрируется на примере действия так называемой Пушки Гаусса – одной из разновидностей электромагнитного ускорителя масс (рис.1). Названа по имени немецкого ученого Карла Гаусса, заложившего основы математической теории электромагнетизма. Ускоритель состоит из соленоида, внутри которого находится трубка, сделанная из диэлектрика. В один из концов трубки вставляется снаряд (изготовленный из ферромагнетика). При протекании электрического тока в соленоиде возникает магнитное поле, которое разгоняет снаряд, «втягивая» его внутрь соленоида. На концах снаряда при этом образуются полюса, ориентированные согласно полюсам катушки, из-за чего после прохода центра соленоида снаряд притягивается в обратном направлении, то есть тормозится.

Таким образом, нетрудно догадаться, что в нашем случае (Электромагнитная ракета), чтобы шарик разогнался, нужно успеть отключить магнитное поле первого соленоида до стадии «торможения» и успеть включить второй соленоид на стадии «втягивания» и т.д.

Теоретически возможно применение электромагнитных ускорителей для запуска легких спутников на орбиты Земли, Луны или других планет. В нашей стране эту идею высказывал К.Э.Циолковский в 1926 г. в работе «Исследование мировых пространств реактивными приборами».

В настоящее время в научном сообществе популярна идея создания «Электромагнитного ракетного ускорителя», предложенная астронавтом и ученым Франклином Чанг-Диазом из Коста-Рики в 1979 г. Работы продолжаются и в наши дни, чтобы использовать такой тип двигателя в условиях невесомости для сокращения потребности в топливе при транспортировке грузов в космосе с низкой околоземной орбиты на низкую лунную.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector