Индуктивная связь

Пример индуктивной связи, 1910 год. Нижняя катушка подключена к сети переменного тока. Переменное магнитное поле через верхнюю катушку индуцирует в ней ток, который зажигает лампу.

В электротехнике два проводника называются индуктивно связанными или магнитно связанными. когда они сконфигурированы таким образом, что изменение тока по одному проводу индуцирует напряжение на концах другого провода за счет электромагнитной индукции . Изменение тока по первому проводу создает изменяющееся магнитное поле вокруг него по закону цепи Ампера . Изменяющееся магнитное поле индуцирует электродвижущей силы (ЭДС) напряжение во втором проводе по закону индукции Фарадея . Величина индуктивной связи между двумя проводниками измеряется их взаимной индуктивностью .

Связь между двумя проводами можно усилить, смотав их в катушки и расположив близко друг к другу на общей оси, чтобы магнитное поле одной катушки проходило через другую катушку. Связь также можно усилить с помощью магнитного сердечника из ферромагнитного материала, такого как железо или феррит, в катушках, что увеличивает магнитный поток. Две катушки могут физически содержаться в одном блоке, как в первичной и вторичной обмотках трансформатора , или могут быть разделены. Соединение может быть преднамеренным или непреднамеренным. Непреднамеренная индуктивная связь может привести к попаданию сигналов из одной цепи в соседнюю цепь. Это называется перекрестными помехами и является формой электромагнитных помех .

k – коэффициент связи , Le1 и Le2 – индуктивность рассеяния , M1 (M2) – взаимная индуктивность

с индуктивной связью Транспондер состоит из полупроводникового приемопередатчика , соединенного с большой катушкой, которая действует как антенна . При помещении в колеблющееся магнитное поле считывающего устройства приемопередатчик получает питание от энергии, индуктивно связанной с его антенной, и индуктивно передает данные обратно в считывающее устройство.

Магнитная связь между двумя магнитами также может использоваться для механической передачи мощности бесконтактно, как в магнитной передаче .

Использование

Индуктивная связь широко используется в электротехнике; примеры включают:

• Электродвигатели и генераторы
• для индуктивной зарядки Продукты
• Индукционные плиты и индукционного нагрева. системы
• с индукционным контуром Системы связи
• Металлоискатели
• Трансформеры
• Беспроводная передача энергии
• Тестирование:
  • Радиочастотная идентификация
  • Наличие напряжения

• Использование индуктивной связи
• 
  Силовой трансформатор передает мощность от одной обмотки к другой посредством индуктивной связи.
• 
  Антенный трансформатор индуктивно соединяет антенну AM-радиостанции с передатчиком.
• 
  амперметр с клещами, измеряющий ток посредством индуктивной связи
• 
  На разрезе сетевого трансформатора показаны катушки с индуктивной связью.
• 
  Вариометр от радио позволяет изменять индуктивную связь.
• 
  Катушка зажигания грузовика вырабатывает высокое напряжение свечи зажигания за счет индуктивной связи.
• 
  Индуктивное зарядное устройство для беспроводной зарядки мобильного телефона
• 
  Прототип рельсотрона ускоряет снаряд за счет индуктивной связи.
• 
  Индукционная печь нагревает кремний вихревыми токами
• 
  Кипящая вода на индукционной плите посредством индуктивной связи с кастрюлей

Низкочастотная индукция

Низкочастотная индукция может быть опасной формой индуктивной связи, если она возникает случайно. Например, если магистральный металлический трубопровод проложен вдоль полосы отвода параллельно с высоковольтной линией электропередачи, линия электропередачи может индуцировать ток в трубе. Поскольку труба представляет собой проводник, изолированный своим защитным покрытием от земли, она действует как вторичная обмотка длинного вытянутого трансформатора, первичной обмоткой которого является линия электропередачи. Напряжения, возникающие на трубе, представляют собой опасность для людей, работающих с клапанами или иным образом прикасающихся к металлическим частям металлического трубопровода.

Уменьшение низкочастотных магнитных полей может быть необходимо при работе с электроникой, поскольку чувствительные схемы, находящиеся в непосредственной близости от прибора с силовым трансформатором, могут начать отображать наводку на частоте 60 Гц. Скрученные провода являются эффективным способом уменьшения помех, поскольку сигналы, возникающие при последовательных скрутках, гасятся. Использование магнитного экранирования также является эффективным способом уменьшения нежелательной индуктивной связи, хотя перемещение источника магнитного поля подальше от чувствительной электроники является самым простым решением, если это возможно.

Хотя индукционные токи могут быть вредными, они также могут быть полезными. Инженеры линий электропередачи используют индуктивную связь для подачи питания на камеры на опорах и подстанциях, которые позволяют удаленно контролировать объекты. Благодаря этому они могут смотреть видео где угодно и не беспокоиться о замене батарей в камере или обслуживании солнечной панели.