Ana içeriğe geç

Devre açılırken öz indüksiyon

Öğretim programları: APC, Sek II

Tam sürümü aç ↗

Amaç

Bobin içeren bir devre açıldığında oluşan öz indüksiyon EMK'sini gözlemlemek.

Düzenek

6 V'luk bir kaynak, bir anahtar (kapalı) ve sargı direnci 50 Ω olan 20 H'lik bir bobin; bobine paralel — 6 V / 0,5 W'lık bir ampul. Bobin, deney açıldıktan sonra birkaç saniyede akımını yaklaşık 0,12 A'e çıkarır: bu, ampul akımının (0,083 A) 1,4 katıdır.

İşlem basamakları

  1. Bobin akımı sabitlenene kadar birkaç saniye bekleyin.
  2. Parlamanın daha kolay görülmesi için araç çubuğundaki simülasyon saatinin hızını ×0.1'e ayarlayın, anahtarı açın ve ampulü izleyin.
  3. Hızı yeniden ×1'e getirin, anahtarı kapatın, yine birkaç saniye bekleyin ve anahtarı açın.
Beklenen sonuç

Anahtar açıldıktan sonra ampul normalden üç kat daha parlak yanar ve saniyenin onda birkaçı içinde söner (×0.1'de birkaç saniye içinde). Bobin akımını sürdürür ve bu akım ampulden geçer — yaklaşık 0,12 A, yani ampulün nominal akımının 1,4 katı; ampul üzerindeki gerilim kısa bir süre için yaklaşık 9,3 V'a çıkar — kaynağın geriliminden yüksektir. Bobin, akımı ampul akımından yalnızca biraz büyük olacak şekilde seçilmiştir: üç kat akım oluşturan bir bobinle ampul, anahtar ilk açıldığında yanıp bozulurdu.

Sorular

  1. Parlamanın enerjisi nereden gelir?
  2. Rölenin sargılarına neden paralel bir diyot bağlanır?
Cevaplar
  1. Bobinin manyetik alanından. 0,12 A'de bobin \(W = L \cdot I^2 / 2\) = 20 · 0,12² / 2 ≈ 0,14 J depolar; anahtar açıldıktan sonra bu enerji akımın ampulden geçmeye devam etmesini sağlar ve filamanda ısıya ve ışığa, 50 Ω'luk sargıda ise ısıya dönüşür.
  2. Rölenin beslemesi kesildiğinde röle bobini de, bu düzenekteki bobin gibi, akımını sürdürür. Bu akım için bir yol yoksa öz indüksiyon gerilimi, anahtar kontakları arasında kıvılcım oluşturacak ya da bobini süren transistörü delecek kadar yükselir. Normal çalışmada ters kutuplanmış olan diyot, akıma bobin çevresinde kapalı bir yol sağlar — bu düzenekte ampulün yaptığı iş budur — böylece anahtarın uçlarındaki gerilim besleme geriliminin pek üzerine çıkmaz.