Vad händer med en spole när växelström passerar genom den? Hur undviker den att brinna upp?

När en växelström passerar genom en spole uppstår följande situationer:

I. Elektromagnetiska effekter

1. Generering av ett magnetfält

 När en växelström passerar genom en spole genereras ett växlande magnetfält runt spolen. Intensiteten av detta magnetfält ändras med strömändringen.

Till exempel, i en elektromagnet, när en växelström passerar genom en spole, genereras ett magnetfält som attraherar ferromagnetiska objekt. Riktningen och intensiteten av detta magnetfält ändras med riktningen och storleken på den växlande strömmen.

2. Inducerad elektromotorisk kraft

Enligt Faradays lag om elektromagnetisk induktion genererar ett föränderligt magnetfält en inducerad elektromotorisk kraft i spolen. Riktningen på denna inducerade elektromotoriska kraft är motsatt till riktningen av strömändringen och kallas självinducerad elektromotorisk kraft.

Till exempel, när den växlande strömmen ökar, kommer den självinducerade elektromotoriska kraften att hindra ökningen av strömmen; när den växlande strömmen minskar, kommer den självinducerade elektromotoriska kraften att hindra minskningen av strömmen. Denna självinduktionsfenomen spelar en viktig roll i växelströmskretsar. Till exempel kan induktiva element användas för filtrering och strömbegränsning.

II. Energiförlust

1. Motståndsbelastning

Spolen har en viss resistans. När en växelström passerar genom spolen, uppstår effektförlust på resistansen, vilket uttrycks som uppvärmning.

Till exempel, om resistansen hos en spol är R och den växlande strömmen som passerar genom den är I, då är effektförlusten för spolen P=I2R. Om strömmen är stor eller spolresistansen är stor, kommer effektförlusten att öka, vilket leder till en temperaturökning av spolen.

2. Virvelförlust

Under verkan av ett växlande magnetfält genereras virvelströmmar inuti ledaren i spolen. Virvelströmmar genererar effektförlust i ledaren, vilket också uttrycks som uppvärmning.

Till exempel, i järnkärnan i en transformator, på grund av verkan av det växlande magnetfältet, uppstår virvelströmsförlust. För att minska virvelströmsförlust använder man vanligtvis en lagerstruktur i järnkärnan för att öka virvelströmmarnas vägsvårighet och minska deras magnitud.

III. Metoder för att undvika överhettning

1. Välj lämpliga spolverktyg

Baserat på behoven i praktiska tillämpningar, välj lämpliga spolverktyg som antalet varv, tråddiameter och isoleringsmaterial. Ökningen av antalet varv i spolen kan öka induktansvärdet, men det kommer också att öka resistansen och volymen; val av en större tråddiameter kan minska resistansen, men det kommer också att öka kostnaden och volymen.

Till exempel, när man utformar en induktiv filter, måste lämpliga spolverktyg väljas baserat på parametrar som ingångs- och utgångsspanning, ström och frekvens för att uppfylla filtreringskraven och undvika överhettning och överbelastning av spolen.

2. Förstärk uppvärmningsåtgärder

För att minska temperaturen på spolen kan uppvärmningsåtgärder förstärkas, såsom tillägg av uppvärmningskällor, ventilationshål, fläktar, etc. Uppvärmningskällor kan öka kontaktytan mellan spolen och luften och förbättra uppvärmningsverkningsgraden; ventilationshål kan främja luftcirkulation och ta bort värme som genereras av spolen; fläktar kan tvinga luftflöde och accelerera uppvärmningshastigheten.

Till exempel, i en elektronisk enhet med hög effekt, är spolen vanligtvis monterad på en uppvärmningskälla och kyls av ventilationshål eller fläktar. Detta kan effektivt minska temperaturen på spolen och undvika överhettning.

3. Kontrollera ström och spänning

Undvik att passera för mycket ström eller exponera spolen för för hög spänning. Lämpliga skyddsverktyg som säkerhetslådor, strömbrytare och spänningsregulatorer kan användas för att begränsa storleken på ström och spänning.

Till exempel, i en strömkällakrets, för att förhindra att spolen överhettas på grund av överström, kan en säkerhetslåda installeras i kretsen. När strömmen överskrider säkerhetslådans nominella ström, kommer säkerhetslådan att brista och skära av kretsen för att skydda spolen och andra komponenter.

4. Regelmässig inspektion och underhåll

Inspektera regelbundet spolens utseende, temperatur, isoleringsprestanda, etc., och hitta och hantera potentiella problem i tid. Om överhettning, färgförändring, ovanliga dofter, etc. upptäcks på spolen, stoppa användningen omedelbart och utför inspektion och reparation.

Till exempel, i en elektronisk enhet som drivs under lång tid, bör spolen regelbundet inspekteras och underhållas, damm och skräp ska rensas, isoleringen ska kontrolleras för god tillstånd, och spolens resistans- och induktansvärden ska mätas. Detta kan upptäcka problem med spolen i tid och vidta motsvarande åtgärder för att undvika överhettning.

Sammanfattningsvis, när en växelström passerar genom en spole, genererar spolen ett magnetfält, en inducerad elektromotorisk kraft och energiförlust. För att undvika överhettning av spolen, kan lämpliga spolverktyg väljas, uppvärmningsåtgärder förstärkas, ström och spänning kontrolleras, och regelbunden inspektion och underhåll utföras.