Τι είναι η υστέρηση, ποια είναι τα οφέλη και οι βλάβες αυτού του φαινομένου
Ορισμός μιας έννοιας
Η λέξη "Υστέρηση" έχει ελληνικές ρίζες, μεταφράζεται ως καθυστερημένη ή καθυστερημένη. Αυτός ο όρος χρησιμοποιείται σε διάφορους τομείς της επιστήμης και της τεχνολογίας. Σε γενικές γραμμές, η έννοια της υστέρησης διακρίνεται από τη διαφορετική συμπεριφορά του συστήματος υπό αντίθετες επιρροές.
Αυτό μπορεί να ειπωθεί με απλούστερα λόγια. Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει κάποιο είδος συστήματος που μπορεί να επηρεαστεί σε πολλές κατευθύνσεις. Εάν, όταν ενεργεί σε αυτήν την κατεύθυνση προς τα εμπρός, μετά τον τερματισμό, το σύστημα δεν επιστρέφει στην αρχική του κατάσταση, αλλά είναι εγκατεστημένο σε ενδιάμεση κατάσταση, τότε για να επιστρέψετε στην αρχική του κατάσταση, είναι απαραίτητο να ενεργήσετε με άλλη δύναμη προς άλλη κατεύθυνση. Σε αυτήν την περίπτωση, το σύστημα έχει υστέρηση.
Μερικές φορές αυτό το φαινόμενο χρησιμοποιείται για χρήσιμους σκοπούς, για παράδειγμα, για τη δημιουργία στοιχείων που λειτουργούν σε ορισμένες τιμές κατωφλίου των δυνάμεων δράσης και για ρυθμιστές. Σε άλλες περιπτώσεις, η υστέρηση είναι επιζήμια, σκεφτείτε το στην πράξη.
Υστέρηση στην Ηλεκτρολογία
Στην ηλεκτρολογία, η υστέρηση είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό για τα υλικά από τα οποία κατασκευάζονται οι πυρήνες των ηλεκτρικών μηχανών και συσκευών. Πριν προχωρήσουμε στις εξηγήσεις, ας δούμε τη βασική καμπύλη μαγνητισμού.
Μια εικόνα σε αυτό το γράφημα ονομάζεται επίσης βρόχος υστέρησης.
Σπουδαίος! Σε αυτήν την περίπτωση, μιλάμε για την υστέρηση των φερομαγνητών, εδώ είναι μια μη γραμμική εξάρτηση της εσωτερικής μαγνητικής επαγωγής του υλικού από το μέγεθος της εξωτερικής μαγνητικής επαγωγής, η οποία εξαρτάται από την προηγούμενη κατάσταση του στοιχείου.
Όταν το ρεύμα ρέει μέσω ενός αγωγού γύρω από τον τελευταίο, ένα μαγνητικό και ηλεκτρικό πεδίο. Εάν τυλίξετε το καλώδιο σε ένα πηνίο και περάσετε ρεύμα μέσα από αυτό, παίρνετε έναν ηλεκτρομαγνήτη. Εάν βάλετε έναν πυρήνα μέσα στο πηνίο, τότε η αυτεπαγωγή του θα αυξηθεί, καθώς και οι δυνάμεις που δημιουργούνται γύρω από αυτό.
Γιατί εξαρτάται η υστέρηση; Κατά συνέπεια, ο πυρήνας είναι κατασκευασμένος από μέταλλο, τα χαρακτηριστικά του και η καμπύλη μαγνητισμού εξαρτώνται από τον τύπο του.
Εάν χρησιμοποιείτε, για παράδειγμα, σκληρυμένο χάλυβα, τότε η υστέρηση θα είναι ευρύτερη. Όταν επιλέγετε τα λεγόμενα μαλακά μαγνητικά υλικά - το πρόγραμμα θα μειωθεί. Τι σημαίνει αυτό και σε τι χρησιμεύει;
Το γεγονός είναι ότι όταν ένα τέτοιο πηνίο λειτουργεί σε κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος, το ρεύμα ρέει προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση. Ως αποτέλεσμα, και μαγνητικές δυνάμεις, οι πόλοι αναποδογυρίζονται συνεχώς.Σε ένα πηνίο coreless, αυτό συμβαίνει καταρχήν ταυτόχρονα, αλλά τα πράγματα είναι διαφορετικά με τον πυρήνα. Μαγνητίζεται σταδιακά, η μαγνητική επαγωγή του αυξάνεται και φθάνει σταδιακά σε σχεδόν οριζόντιο τμήμα του γραφήματος, το οποίο ονομάζεται τμήμα κορεσμού.
Μετά από αυτό, εάν αρχίσετε να αλλάζετε την κατεύθυνση του ρεύματος και του μαγνητικού πεδίου, ο πυρήνας θα πρέπει να μαγνητιστεί. Αλλά αν απλώς απενεργοποιήσετε το ρεύμα και αφαιρέσετε έτσι την πηγή του μαγνητικού πεδίου, ο πυρήνας θα παραμείνει μαγνητισμένος, αν και όχι τόσο πολύ. Στο παρακάτω γράφημα, αυτό είναι το σημείο "Α". Προκειμένου να απομαγνητιστεί στην αρχική του κατάσταση, είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί μια αρνητική ένταση μαγνητικού πεδίου. Αυτό είναι το σημείο «Β». Κατά συνέπεια, το ρεύμα στο πηνίο πρέπει να ρέει προς την αντίθετη κατεύθυνση.
Η τιμή της ισχύος του μαγνητικού πεδίου για τον πλήρη απομαγνητισμό του πυρήνα ονομάζεται δύναμη καταναγκασμού και όσο λιγότερη είναι, τόσο καλύτερη σε αυτήν την περίπτωση.
Η αναστροφή μαγνητισμού στην αντίθετη κατεύθυνση θα γίνει παρόμοια, αλλά ήδη κατά μήκος του κατώτερου κλάδου του βρόχου. Δηλαδή, όταν εργάζεστε σε κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος, μέρος της ενέργειας θα δαπανηθεί για την αντιστροφή μαγνητισμού του πυρήνα. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι η απόδοση του ηλεκτρικού κινητήρα και του μετασχηματιστή είναι μειωμένη. Κατά συνέπεια, αυτό οδηγεί στη θέρμανσή του.
Σημαντικό! Όσο μικρότερη είναι η υστέρηση και η καταναγκαστική δύναμη, τόσο μικρότερη είναι η απώλεια της αναστροφής μαγνητισμού του πυρήνα.
Εκτός από τα παραπάνω, η υστέρηση είναι επίσης χαρακτηριστική της λειτουργίας ρελέ και άλλων ηλεκτρομαγνητικών συσκευών μεταγωγής. Για παράδειγμα, ταξίδι και στροφή ρεύματος. Όταν το ρελέ είναι απενεργοποιημένο, για να λειτουργήσει, πρέπει να εφαρμόσετε ένα συγκεκριμένο ρεύμα. Σε αυτήν την περίπτωση, το ρεύμα της κράτησής του στην κατάσταση ενεργοποίησης μπορεί να είναι πολύ χαμηλότερο από το ρεύμα εναλλαγής. Θα απενεργοποιηθεί μόνο όταν το ρεύμα πέσει κάτω από το ρεύμα αναμονής.
Υστέρηση στην Ηλεκτρονική
Στις ηλεκτρονικές συσκευές, η υστέρηση έχει κυρίως χρήσιμες λειτουργίες. Ας υποθέσουμε ότι αυτό χρησιμοποιείται σε στοιχεία κατωφλίου, για παράδειγμα, συγκριτές και ενεργοποιητές Schmidt. Παρακάτω βλέπετε ένα γράφημα των καταστάσεων του:
Αυτό είναι απαραίτητο σε περιπτώσεις όπου η συσκευή λειτουργεί όταν επιτευχθεί το σήμα X, μετά την οποία το σήμα μπορεί να αρχίσει να μειώνεται και η συσκευή δεν απενεργοποιείται έως ότου το σήμα πέσει στο επίπεδο Υ. Αυτή η λύση χρησιμοποιείται για την καταστολή της ανάκαμψης της επαφής, παρέμβαση και τυχαίες εκρήξεις, καθώς και σε διάφορους ελεγκτές.
Για παράδειγμα, ένας θερμοστάτης ή ένας ελεγκτής θερμοκρασίας. Συνήθως η αρχή της δράσης της είναι να απενεργοποιήσετε τη συσκευή θέρμανσης (ή ψύξης) σε μια στιγμή που η θερμοκρασία στο δωμάτιο ή σε άλλο μέρος έχει φτάσει σε ένα προκαθορισμένο επίπεδο.
Εξετάστε δύο επιλογές για σύντομη και απλή εργασία:
- Χωρίς υστέρηση. Ενεργοποιήστε και απενεργοποιήστε σε μια δεδομένη θερμοκρασία. Υπάρχουν αποχρώσεις εδώ. Εάν ρυθμίσετε το ρυθμιστή θερμοκρασίας σε 22 μοίρες και θερμάνετε το δωμάτιο σε αυτό το επίπεδο, τότε μόλις το δωμάτιο είναι 22, θα απενεργοποιηθεί και όταν πέσει πίσω στο 21, θα ενεργοποιηθεί. Αυτή δεν είναι πάντα η σωστή απόφαση, επειδή η ελεγχόμενη συσκευή σας θα ενεργοποιείται και θα απενεργοποιείται πολύ συχνά. Επιπλέον, στις περισσότερες οικιακές και πολλές εργασίες παραγωγής δεν υπάρχει ανάγκη για μια τόσο σαφή υποστήριξη θερμοκρασίας.
- Με υστέρηση. Για να επιτευχθεί ένα ορισμένο κενό στο επιτρεπόμενο εύρος ρυθμιζόμενων παραμέτρων, χρησιμοποιείται υστέρηση. Δηλαδή, αν ρυθμίσετε τη θερμοκρασία στους 22 βαθμούς, τότε μόλις φτάσει, ο θερμαντήρας θα σβήσει. Ας υποθέσουμε ότι η υστέρηση στον ελεγκτή έχει ρυθμιστεί σε κενό 3 βαθμών, τότε ο θερμαντήρας θα λειτουργήσει ξανά μόνο όταν η θερμοκρασία του αέρα πέσει στους 19 βαθμούς.
Μερικές φορές αυτό το κενό ρυθμίζεται κατά την κρίση σας. Σε απλά σχέδια, χρησιμοποιούνται διμεταλλικές πλάκες.
Τέλος, σας συνιστούμε να παρακολουθήσετε ένα χρήσιμο βίντεο που σας λέει τι είναι η υστέρηση και πώς μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε:
Εξετάσαμε το φαινόμενο και την εφαρμογή υστέρησης στα ηλεκτρικά.Το αποτέλεσμα έχει ως εξής: σε μια ηλεκτρική μονάδα κίνησης και μετασχηματιστές, έχει επιβλαβές αποτέλεσμα, και στα ηλεκτρονικά και σε διάφορους ρυθμιστές, βρίσκει επίσης χρήσιμη εφαρμογή. Ελπίζουμε ότι οι παρεχόμενες πληροφορίες ήταν χρήσιμες και ενδιαφέρουσες για εσάς!
Σχετικά υλικά:
Φόρτωση ...
