Indukcinė ritė: kas tai — veikimo principas, istorija ir panaudojimas
Indukcinė ritė: sužinokite veikimo principą, istoriją ir panaudojimą — nuo aukštos įtampos impulsų ir rentgeno istorijos iki variklių uždegimo ir mokymo demonstracijų.
Indukcinė ritė arba "kibirkštinė ritė" yra elektros transformatoriaus tipas. Jis naudojamas aukštos įtampos impulsams iš žemos įtampos nuolatinės srovės (DC) šaltinio gaminti. Kad antrinėje ritėje atsirastų įtampos indukcijai reikalingi srauto pokyčiai, nuolatinė srovė pirminėje ritėje kelis kartus pertraukiama vibruojančiu mechaniniu kontaktu, vadinamu pertraukikliu.
Indukcinė ritė buvo pirmasis transformatoriaus tipas. Ji buvo plačiai naudojama rentgeno aparatuose, kibirkštiniuose radijo siųstuvuose, lankiniame apšvietime ir šarlataniškuose medicinos prietaisuose nuo 1880-ųjų iki 1920-ųjų. Šiandien ji dažniausiai naudojama tik vidaus degimo variklių uždegimo ritėse ir fizikos mokyklose indukcijai demonstruoti.
Veikimo principas
Indukcinės ritės veikimas remiasi Faradėjaus indukcijos dėsniu: greitas magnetinės srovės pokytis sukelia aukštą įtampą antrinėje ritėje. Pagrindiniai etapai yra tokie:
- Pirminė ritė: mažai vijų, stora viela — jose teka didesnės srovės.
- Antrinė ritė: daug vijų, plonesnė viela — joje išgaunama didelė įtampa.
- Magnetinis branduolys: plieninis ar geležinis kūnas koncentravimui, stipresniam magnetiniam srautui.
- Pertraukiklis (trembleris): mechaninis kontaktas, kuris nutraukia pirminės srovės tekėjimą kelis kartus per sekundę, sukelia staigius magnetinio lauko pokyčius.
- Kondensatorius: dažnai pridedamas paraleliai pertraukikliui siekiant sumažinti lanką tarp kontaktų ir gauti trumpesnius, aukštesnės amplitudės impulsus.
Kai pirminė srovė staiga nutrūksta, magnetinis srautas branduolyje greitai krenta — tai sukelia didelę išlyginančią įtampą antrinėje ritėje, kartais siekiančią kelis tūkstančius ar dešimtis tūkstančių voltų. Būtent todėl ritė ir vadinama "kibirkštine".
Trumpa istorija
Pirmuosius indukcinių ritės principo įgyvendinimus sukūrė XIX a. pirmojoje pusėje mokslininkai, labiausiai žinomas pavyzdys — Nicholas Callan, 1836 m. demonstravęs ankstyvus impulsų generavimo prietaisus. Vėliau, XIX a. viduryje, prietaiso konstrukcija buvo tobulinama; vokiečių-amžiaus pramonininkas Heinrich Rühmkorff pritaikė ir pagamino komerciškai sėkmingas, patvaresnes ritės versijas, todėl prietaisas dažnai vadinamas Ruhmkorff ritė. Per XIX a. pabaigą ir XX a. pradžią indukcinės ritės buvo pagrindinis aukštos įtampos impulsų šaltinis moksle ir technikoje.
Panaudojimas
- Rentgeno aparatai: ankstyvieji rentgeno vamzdžiai reikalavo stiprių aukštos įtampos impulsų.
- Kibirkštiniai radijo siųstuvai: iki vakuminio siųstuvo ir elektroninių oscilatorių paplitimo.
- Apšvietimas ir lankai: ankstyvosios lanko lempos ir apšvietimo įrenginiai.
- Medicininiai prietaisai: XIX–XX a. pradžioje kartais naudota abejotinos veiksmingumo „elektroterapijos“ aparatuose.
- Automobilių uždegimo ritės: šiuolaikinės uždegimo ritės yra elektroniškai valdomi analogai, bet principas — aukštos įtampos impulsas žvakei — išlieka tas pats.
- Mokslinės demonstracijos: fizikos praktikos ir parodos, kuriose bandoma pademonstruoti elektromagnetinę indukciją ir kibirkštis.
Konstrukcija ir techniniai aspektai
Tipinė indukcinė ritė turi dvi atskiras vijas, plieninį arba geležinį branduolį ir pertraukiklį. Antrinėje ritėje yra žymiai daugiau vijų nei pirminėje — šis vijų santykis ir lemia įtampos padidinimą. Branduolio konstrukcija, izoliacinės medžiagos ir kondensatoriaus panaudojimas reikšmingai įtakoja galimą įtampą, impulsų trukmę ir patikimumą.
Saugumas
Indukcinės ritės gamina aukštą įtampą ir gali sukelti pavojingas kibirkštis. Net nedidelės srovės aukštoje įtampoje gali būti pavojingos. Svarbu laikytis saugumo priemonių: naudoti izoliacijas, riboti prieigą, nebandyti veikinti prietaiso be tinkamų žinių ir saugos įrangos. Šiuolaikinėse programose originalius mechaninius pertraukiklius dažnai pakeičia elektroniniai jungikliai, tačiau saugos principai išlieka tie patys.
Apibendrinant, indukcinė ritė yra paprastas ir efektyvus būdas iš DC šaltinio gauti aukštos įtampos impulsus; nors daug istorinių panaudojimų dabar pakeisti modernesnėmis technologijomis, paties principo supratimas tebėra fundamentinis elektrotechnikoje ir naudingas mokymuisi bei tam tikroms specializuotoms programoms.
Uždegimo ritė. Šiuolaikinio tipo indukcinė ritė
Diagramos raktas
- A = Armatūra
- B = akumuliatorius
- C = kondensatorius
- G = kibirkšties tarpas
- K = pertraukiklis
- M = Geležies šerdis
- P = pirminė ritė
- S = antrinė ritė
Indukcinės ritės schema
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra indukcinė ritė?
A: Indukcinė ritė yra elektros transformatorius.
K: Kokia indukcinės ritės paskirtis?
A: Indukcinės ritės paskirtis - gaminti aukštos įtampos impulsus iš žemos įtampos nuolatinės srovės šaltinio.
K: Kaip indukcinė ritė sukuria įtampą antrinėje ritėje?
A: Kad antrinėje ritėje susidarytų įtampa, nuolatinė srovė pirminėje ritėje kelis kartus pertraukiama vibruojančiu mechaniniu kontaktu, vadinamu pertraukikliu, kuris sukelia srauto pokyčius, būtinus įtampai sukelti.
K: Kam anksčiau buvo plačiai naudojama indukcinė ritė?
A: Nuo 1880-ųjų iki 1920-ųjų indukcinė ritė buvo plačiai naudojama rentgeno aparatuose, kibirkščiuojančiuose radijo siųstuvuose, lankiniame apšvietime ir šarlataniškuose medicinos prietaisuose.
K: Koks vienintelis šiandien paplitęs indukcinės ritės naudojimo būdas?
A: Šiandien indukcinė ritė dažniausiai naudojama tik vidaus degimo variklių uždegimo ritėse ir fizikos mokyklose indukcijai demonstruoti.
K: Ar indukcinė ritė buvo pirmasis transformatoriaus tipas?
A: Taip, indukcinė ritė buvo pirmasis transformatoriaus tipas.
K: Kas yra indukcinės ritės pertraukiklis?
A: Indukcinės ritės pertraukiklis - tai vibruojantis mechaninis kontaktas, kuris pertraukia nuolatinę srovę pirminėje ritėje ir taip sukelia srauto pokyčius, būtinus įtampai antrinėje ritėje sukelti.
Ieškoti