Що таке взаємна індукція?

Явище взаємної індукції лежить в основі безлічі електроприладів. Часто трапляється ситуація, коли людина безпосередньо стикається з її проявами в побуті, але навіть не підозрює про це. Давайте згадаємо недавнє минуле, коли основним засобом передачі інформації були аналогові сигнали. І ось, зараз майже вся електронна техніка переведена на цифрові види модуляції. Про те, що «цифра» краще, знають усі. Але ви замислювалися, чому саме? Напевно, у деяких вдома ще залишився провідний телефон, який обслуговується аналогової АТС. Якщо порівняти сучасні «мобілки» та «старичків», то порівняння явно не на користь останніх. Чути на тлі своєї розмови переривчасте радіомовлення або, що ще «краще», слова ще чийогось спілкування - цим вже нікого не здивувати. Так відбувається тому, що в телефонному кабелі всі жили знаходяться близько одна до одної, тому виникає взаємна індукція в двох лініях. Ще одним прикладом можуть служити ті пульсуючі клацання, що з'являються в динаміці телевізора або колонках комп'ютера, коли поруч знаходиться мобілка і на неї йде дзвінок. Нарешті, старі IDE-шлейфи з 80 провідниками використовували лише половину з них, а інші 40 запобігали наслідки, які несе в собі взаємна індукція. Прикладів багато, все приводити немає сенсу. Важливо лише запам'ятати, що в даному випадку будь-які «наводки» - це і є взаємна індукція.

Взагалі, під цим терміном розуміють процес виникнення електрорушійної сили (ЕРС) в одному з поруч розташованих провідників у той момент, коли в іншому змінюється діюче значення струму. Найбільш просто взаємна індукція пояснюється за допомогою трансформатора. У спрощеному вигляді (окремий випадок) трансформатор являє собою дві котушки, намотані на один і той же магнитопровод. При проходженні струму по дроту однієї з них, навколо виникає магнітне поле. Внаслідок цього з'явився магнітний потік пронизує провідник другої котушки, створюючи в ній ЕРС. Щоб з'явився індукований струм, досить замкнути висновки цієї котушки, створивши ланцюг. З ростом інтенсивності магнітного потоку збільшується і взаємоіндукція. Для досягнення необхідних характеристик (наприклад, ККД) використовують різні рішення: змінюють конфігурацію магнітопровода- особливим способом виконують намотування котушок та ін. Взаємна індуктивність вимірюється за допомогою варіометрів.

Як же вона проявляється в прикладах, зазначених на початку статті? Дуже просто: майже у всіх випадках (крім мобілки) поруч розташовані кілька провідників, як мінімум по одному з яких проходить електричний струм. Отже, виникає магнітне поле, що породжує магнітний потік. Останній, пронизуючи довколишні провідники, наводить в них ЕРС, а так як ланцюг є, то, відповідно до закону електромагнітної індукції, з'являється струм. Його спрямованість визначають, застосовуючи правило Ленца.

Взаємоіндукція знайшла широке застосування в сучасній електротехніці. Так як деякі її небажані прояви були вказані на початку статті, має сенс навести приклади корисних. Один з найбільш відомих приладів - побутовий стабілізатор напруги. Всередині знаходиться трансформатор (як правило, тороідного типу) з безліччю висновків, кожен з яких відповідає певній величині напруги. Також в деяких приладах можна зустріти цікаве рішення - гальванічну розв'язку. Фактично, це той же трансформатор (іноді оптронная пара), але не використовує коефіцієнт трансформації. В результаті вдається через магнітний потік виконати зв'язок декількох контурів, забезпечивши належний рівень електробезпеки. На виробництві, наприклад, це кран-балка.