Светът около нас е изпълнен с различни електрически устройства и любознателен човек волно или неволно се интересуват от онези физически процеси, които се случват по време на тяхното функциониране. В същото време в разговорите на специалисти терминът самоиндукция често мига и искам да разбера какво явление се крие зад този термин.
Самоиндукцията, както непосредствено подсказва името, има общ характер с обикновената индукция, която, от своя страна описва връзката между електрическия ток на проводник, поставен в променлив магнит поле. Известно е, че потокът на ток се причинява от ЕМП източник. Съответно феноменът на самоиндукцията е появата на ЕМП, която като вектор е ориентирана в посока, обратна на източника. Де факто наличието на това явление предотвратява твърде бързото нарастване или спадане на тока в проводника, което се случва съгласно експоненциалния закон, Фигура 1.
Влияние на самоиндукцията върху скоростта и посоката на промяна на тока
Самоиндукцията като явление е характерна за индуктивните елементи. Добър пример за това е индуктор. Това е намотка от изолирана тел и в повечето случаи е допълнително облечена върху желязна сърцевина, за да се увеличи индуктивността.
Величината на ЕМП на самоиндукцията е пропорционална на произведението на индуктивността на бобината от скоростта на промяна на тока през нея и с обратния знак. Следователно, ако с увеличаване на силата на тока ЕМП на самоиндукцията е насочена срещу ЕМП на източника и предотвратява увеличаване на тока, след това, когато токът падне, той, напротив, се събира с него и по този начин предотвратява намаляване на текущ. Всъщност, наличието на индуктивност във веригата поради самоиндукция осигурява ефективно изглаждане на токовите пренапрежения.
Като отдалечена механична аналогия на самоиндукцията може да се посочи третият закон на Нютон: за действието върху тялото на силата възниква противодействаща сила, която е насочена точно в обратното посока.
Примери за полезни и вредни прояви на самоиндукция
Феноменът на самоиндукцията често се използва целенасочено на практика. Например във флуоресцентна лампа във веригата на текущия поток се въвежда дросел, включен, както е показано на фигура 2. След като веригата е прекъсната от стартера, дроселът, поради самоиндукция, задържа напрежението за известно време техните скоби, т.е. на лампата, което е достатъчно, за да я запали и да премине в нормален режим блясък.
Вторият пример е системата за запалване на бензинов двигател. Включва и дросел. След отваряне на веригата на текущия поток с плъзгач или полупроводников ключов елемент настъпва рязко увеличение ЕМП на самоиндукция, чиято стойност на напрежението е достатъчна за електрическо разпадане на искровия междина на свещта, фигура 3.
Пример за вредните последици от самоиндукцията е изгарянето на контакти на контакти, автомати и подобни превключващи устройства, Фигура 4. В този случай пропускащата искра води до електрическа корозия на работната повърхност, която е придружена от ускореното й стареене.