Hva skjer med en spole når vekselstrøm føres gjennom den? Hvordan unngår den å bli brukt?

Når en vekselstrøm går gjennom en spole, forekommer følgende situasjoner:

I. Elektromagnetiske effekter

1. Generering av et magnetfelt

 Når en vekselstrøm går gjennom en spole, genereres et vekslemagnetfelt rundt spolen. Intensiteten til dette magnetfeltet endrer seg med strømmens endring.

For eksempel, i en elektromagnet, når en vekselstrøm går gjennom en spole, genereres et magnetfelt som trekker ferromagnetiske objekter. Retningen og intensiteten av dette magnetfeltet endrer seg med retningens og størrelsens endring av den vekslede strømmen.

2. Indusert elektromotorisk kraft

Ifølge Faradays lov om elektromagnetisk induksjon vil et foranderlig magnetfelt generere en indusert elektromotorisk kraft i spolen. Retningen av denne induserte elektromotoriske kreften er motsatt retningen av strømmens endring, og kalles selvinduksjon.

For eksempel, når den vekslede strømmen øker, vil den selvinduserte elektromotoriske kreften hindre økningen av strømmen; når den vekslede strømmen minker, vil den selvinduserte elektromotoriske kreften hindre minskingen av strømmen. Dette fenomenet med selvinduksjon spiller en viktig rolle i vekselstrømkretser. For eksempel kan induktive elementer brukes for filtrering og strømbegrensning.

II. Energiforbruk

1. Motstandstap

Spolen har en viss motstand. Når en vekselstrøm går gjennom spolen, vil det oppstå effektforbruk på motstanden, uttrykt som varming.

For eksempel, hvis motstanden til en spole er R og den vekslede strømmen som går gjennom den er I, så er effektforbruget til spolen P=I2R . Hvis strømmen er stor eller spolens motstand er stor, vil effektforbruget øke, noe som fører til en økning i spolens temperatur.

2. Vrangelstrømtap

Under virkningen av et vekslemagnetfelt, vil vrangelstrøm genereres inne i lederen til spolen. Vrangelstrøm vil generere effektforbruk i lederen, også uttrykt som varming.

For eksempel, i jernkjernen av en transformator, på grunn av virkningen av et vekslemagnetfelt, vil vrangelstrømtap forekomme. For å redusere vrangelstrømtap, bruker jernkjernen i en transformator vanligvis en lamelleret struktur for å øke motstanden til vrangelstrømmenes bane og redusere størrelsen på vrangelstrømmene.

III. Metoder for å unngå overbrenning

1. Velg passende spoleparametre

Basert på behovene i praktiske applikasjoner, velg passende spoleparametre som antall vikninger, tråddiameter og isoleringsmateriale. Øking av antall vikninger i spolen kan øke induktivitetsverdien, men vil også øke motstanden og volumet; valg av større tråddiameter kan redusere motstanden, men vil også øke kostnaden og volumet.

For eksempel, ved design av en induktiv filter, må passende spoleparametre velges basert på parametre som inngangs- og utgangsspenning, strøm og frekvens, for å møte filtreringskravene og unngå overvarming og overbrenning av spolen.

2. Styrk avkjølingsforanstaltninger

For å redusere spolens temperatur, kan avkjølingsforanstaltninger styrkes, som tilføyelse av kjølehjelper, ventilasjonshull, fluer, osv. Kjølehjelper kan øke kontaktarealet mellom spolen og luften og forbedre avkjølingseffektiviteten; ventilasjonshull kan fremme luftomsetningen og ta vekk varmen generert av spolen; fluer kan tvinge luftstrøm og akselerere avkjølingstempoet.

For eksempel, i elektroniske enheter med høy effekt, er spolen vanligvis installert på et kjølehjelp og kjøles av ventilasjonshull eller fluer. Dette kan effektivt redusere spolens temperatur og unngå overbrenning.

3. Kontroller strøm og spenning

Unngå å la for mye strøm gå gjennom eller sette spolen under for høy spenning. Passende beskyttelseselementer som sikringer, brytere og spenningsregulatører kan brukes for å begrense størrelsen på strøm og spenning.

For eksempel, i en strømforsyningskrets, for å forhindre at spolen brenner ut på grunn av overstrøm, kan en sirkelfører installeres i kretsen. Når strømmen overstiger sirkelførerens nominale strøm, vil sirkelføreren smelte og kutte kretsen for å beskytte spolen og andre elementer.

4. Regelmessig inspeksjon og vedlikehold

Insperer regelbundent spolens utseende, temperatur, isolasjonsytelse, etc., og finn og handter potensielle problemer i tide. Hvis overvarming, fargeendring, uvanlig lukt, etc. oppdages på spolen, stopp bruken umiddelbart og utfør inspeksjon og reparasjon.

For eksempel, i elektroniske enheter som opererer over lengre tid, bør spolen regelbundet inspiseres og vedlikeholdes, støv og skitt bør ryddes, isolasjonen bør sjekkes for god stand, og spolens motstand og induktivitetsverdier bør måles. Dette kan oppdage problemer med spolen i tide og gjøre de nødvendige tiltakene for å unngå overbrenning.

Samlet sett, når en vekselstrøm går gjennom en spole, vil spolen generere et magnetfelt, en indusert elektromotorisk kraft og energiforbruk. For å unngå overbrenning av spolen, kan passende spoleparametre velges, avkjølingsforanstaltninger kan styrkes, strøm og spenning kan kontrolleres, og regelmessig inspeksjon og vedlikehold kan utføres.