העולם סביבנו מלא במכשירים חשמליים שונים ובאדם סקרן מעוניין ברצון או שלא ברצון באותם תהליכים פיזיים המתרחשים במהלך שלהם תִפקוּד. יחד עם זאת, בשיחות של מומחים המונח אינדוקציה עצמית מרבה להבהב ואני רוצה להבין איזו תופעה מסתתרת מאחורי מונח זה.
להשראה עצמית, כשמו כן הוא, יש אופי משותף לאינדוקציה רגילה, אשר, בתורו, מתאר את הקשר בין הזרם החשמלי של מוליך הממוקם במגנט מתחלף שדה. ידוע שזרם הזרם נגרם על ידי מקור EMF. בהתאם, תופעת האינדוקציה העצמית היא הופעתו של EMF, שכווקטור מכוון בכיוון ההפוך למקור. למעשה, נוכחות תופעה זו מונעת עלייה או נפילה מהירים מדי של הזרם במוליך, המתרחשת על פי החוק האקספוננציאלי, איור 1.
השפעת אינדוקציה עצמית על מהירות וכיוון השינוי הנוכחי
אינדוקציה עצמית כתופעה אופיינית לאלמנטים אינדוקטיביים. דוגמה טובה לכך היא משרן. זהו סלילה של חוט מבודד וברוב המקרים הוא לבוש בנוסף על ליבת ברזל כדי להגדיל את ההשראות.
גודל ה- EMF של האינדוקציה העצמית פרופורציונאלי לתוצר ההשראות של הסליל על ידי קצב שינוי הזרם דרכו, ועם הסימן ההפוך. לכן, אם עם עלייה בכוח הנוכחי, EMF של אינדוקציה עצמית מכוון נגד EMF של המקור ומונע עלייה בזרם, ואז כאשר הזרם נופל הוא, להיפך, מצטבר אליו ובכך מונע ירידה ב נוֹכְחִי. למעשה, נוכחות ההשראות במעגל עקב אינדוקציה עצמית מספקת החלקה יעילה של נחשולי הזרם.
כאנלוגיה מכנית רחוקה של אינדוקציה עצמית, אפשר להתייחס לחוק השלישי של ניוטון: עבור הפעולה על גוף הכוח מתעוררת כוח מנוגד, המכוון בדיוק להפך כיוון.
דוגמאות לביטויים שימושיים ומזיקים של אינדוקציה עצמית
לעתים קרובות משתמשים בתופעה של אינדוקציה עצמית באופן מכוון בפועל. לדוגמא, במנורת פלורסנט במעגל הזרימה הנוכחי, מוחדר חנק, מופעל כפי שמוצג באיור 2. לאחר שבירת המעגל על ידי המתנע, המצערת, עקב אינדוקציה עצמית, מחזיקה את המתח זמן מה מלחציים שלהם, כלומר על המנורה, וזה מספיק כדי להצית אותה ולעבור למצב רגיל לַהַט.
הדוגמה השנייה היא מערכת ההצתה של מנוע בנזין. זה כולל גם חנק. לאחר פתיחת מעגל הזרימה הנוכחי עם מחוון או אלמנט מפתח מוליך למחצה, מתרחשת עלייה חדה EMF של אינדוקציה עצמית שערך המתח מספיק לפירוק חשמלי של פער הניצוץ של הנר, איור 3.
דוגמה לתוצאות המזיקות של אינדוקציה עצמית היא שריפת מגעים של שקעים, מכונות אוטומטיות והתקני מיתוג דומים, איור 4. במקרה זה, הניצוץ המדלג מוביל לקורוזיה חשמלית של משטח העבודה, המלווה בהזדקנותו המואצת.