Ionnsaighdeachd agus Claochladairean
Tha ionduchtachd agus cruth-atharraichean nan dà bhun-bheachd bhunasach ann an saoghal dealain, a’ riaghladh gach taobh de mar a thèid cumhachd dealain a chruthachadh, a thar-chur agus a chleachdadh. Tha tuigse mhionaideach air an dà bhun-bheachd seo riatanach do dhuine sam bith aig a bheil ùidh ann an innleadaireachd dealain agus a cleachdaidhean ann am beatha làitheil.
Ionnsaigh
Is e comas co-phàirt dealain, leithid coil uèir no solenoid, lùth a stòradh ann an raon magnetach nuair a bhios sruth dealain a’ sruthadh troimhe. Is e an Henry (H) an aonad SI airson tomhas a dhèanamh air ionducht. Mar as trice, tha ionducht air a chomharrachadh leis an t-samhla ‘L’ agus faodar a thomhas leis a’ cho-aontar:
[L = \frac{N\Phi}{I} \]
Far a bheil \(N\) an àireamh de thionndaidhean, \(\Phi\) an sruth magnetach, agus \(I\) an sruth.
Gu bunaiteach, tha inductor air a dhèanamh suas de choil uèir, mar as trice air a dhèanamh de chopar, air a lùbadh ann an cumadh sònraichte, leithid solenoid no toroid. Nuair a thèid sruth dealain tron choil seo, cruthaichear raon magnetach timcheall air an uèir. Bidh atharrachaidhean anns an t-sruth dealain ag adhbhrachadh atharrachaidhean san raon magnetach seo, a rèir Lagh Faraday air Inntrigeadh Electromagnetic. Bidh seo ag adhbhrachadh inntrigeadh electromagnetic, a bhios a’ gineadh feachd electromotive (EMF) a tha an aghaidh an atharrachaidh ann an sruth.
Tha am prionnsapal seo as follaisiche ann an cleachdadh inductors ann an cuairtean dealanach. Faodar inductors a chleachdadh gus triceadan sònraichte a shìoladh, crithidhean a riaghladh ann an cuairtean LC, no mar eileamaidean stòraidh lùtha ann an tionndairean cumhachd. Is e aon chleachdadh concrait an t-sloc, a thathas a’ cleachdadh gus AC a bhacadh fhad ‘s a leigeas e le DC a dhol troimhe.
Ach, nuair a thèid iomadh inneal-ionducaidh a chur faisg air a chèile, is e aon chùis chudromach ri bheachdachadh an ceangal magnetach eatorra, a dh’ fhaodadh buaidh thar-chrìochan adhbhrachadh. Seo far a bheil claochladairean gu math buntainneach.
Cruth-atharrachaidh
'S e inneal a th' ann an claochladair a dh'atharraicheas bholtaids dealain bho aon ìre gu ìre eile a' cleachdadh prionnsapal an ionduchtachaidh electromagnetic. Tha claochladair air a dhèanamh suas de dhà choilich no barrachd air an ceangal timcheall air cridhe iarainn no stuth ferromagnetic eile. Tha a' phrìomh choilich ceangailte ris an stòr cumhachd, agus tha an dàrna coilich ceangailte ris an luchd. Faodaidh claochladairean am bholtaids a mheudachadh (ceum suas) no a lùghdachadh (ceum sìos) mar a dh'fheumar.
Tha prionnsabal obrach claochladair stèidhichte air Lagh Faraday air Inntrigeadh Electromagnetic agus Lagh Lenz. Nuair a bhios sruth AC a’ sruthadh tron phrìomh choilich, bidh raon magnetach atharrachail air a chruthachadh timcheall air. Bidh an raon magnetach atharrachail seo an uairsin a’ dol tron chridhe ferromagnetic chun a’ choilich àrd-sgoile. A rèir Lagh Faraday, bidh an raon magnetach atharrachail ag adhbhrachadh EMF anns a’ choilich àrd-sgoile. Tha meud a’ bholtaids seo a tha air a bhrosnachadh an urra ri àireamh nan tionndadh anns a’ choilich àrd-sgoile an taca ris a’ phrìomh choilich, a rèir na co-aontar a leanas:
[V_s = \frac{N_s}{N_p} \times V_p]
Càite:
– Is e \(V_s\) am bholtaids thairis air a’ choilich àrd-sgoile.
– Is e \(V_p\) am bholtaids thairis air a’ choilich phrìomhair.
– Is e \(N_s\) an àireamh de thionndadh anns a’ choilich àrd-sgoile.
– Is e \(N_p\) an àireamh de thionndadh anns a’ choilich bhunasach.
Dreuchd nan Claochladairean ann an Siostaman Cumhachd Dealain
Tha pàirt riatanach aig claochladairean ann an siostam cumhachd dealain na cruinne. Is e aon de na prìomh bhuannachdan bho bhith a’ cleachdadh AC gum faodar am bholtadh atharrachadh gu furasta le bhith a’ cleachdadh claochladair. Mar eisimpleir, mar as trice bidh dealan a thèid a chruthachadh le ionadan cumhachd aig ìrean bholtaids an ìre mhath ìosal, ach thèid a thionndadh gu bholtaids glè àrd airson tar-chur thar astar fada. Tha am pròiseas seo a’ lughdachadh call cumhachd air adhbhrachadh le strì ann an càbaill.
Cha bhiodh an siostam cuairteachaidh cumhachd èifeachdach is eaconamach seo comasach às aonais claochladairean, a tha air bun-bheachd tar-chuir dealain ath-bhualadh. Aig fo-stèiseanan cuairteachaidh, tha feum air claochladairean a-rithist gus am bholtadh a lùghdachadh gu ìre a tha freagarrach airson cleachdadh dachaigheil is gnìomhachais.
Dealbhadh Claochladair
Chan e a-mhàin an àireamh de thionndaidhean a tha a’ dearbhadh dealbhadh claochladair ach cuideachd an stuth croinn agus suidheachadh nan lùban. Feumaidh treòiteachd àrd a bhith aig stuth croinn gus an raon magnetach a ghiùlan gu h-èifeachdach, mar as trice a’ cleachdadh stàilinn silicon no ferrite. Tha seo a’ lughdachadh call hysteresis agus sruth cuartachaidh anns a’ chlaochladair.
A bharrachd air sin, faodaidh rèiteachaidhean cridhe a bhith eadar-dhealaichte, leithid cridheachan C, E, no toroidal. Tha an roghainn seo stèidhichte air èifeachdas agus cleachdadh. Mar eisimpleir, tha claochladairean toroidal a’ tabhann èifeachdas nas àirde agus sruth aodion nas ìsle ach gu tric bidh iad nas daoire a dhèanamh.
Cleachdaidhean Claochladair ann am Beatha Làitheil
Chan eil claochladairean dìreach air an cuingealachadh ri siostaman cumhachd. Tha àireamh a tha a’ sìor fhàs de thagraidhean làitheil an urra ri comasan inductors agus claochladairean. Bidh fònaichean cealla, telebhiseanan agus innealan-atharrachaidh uile a’ cleachdadh claochladairean beaga.
Ann an raon conaltraidh, thathas a’ cleachdadh claochladairean ann an cuairtean RF agus ceangal impedance.
Tha ùidh eile ann an tagraidhean meidigeach, mar eisimpleir, bidh innealan MRI a’ cleachdadh cruth-atharraichean sònraichte gus na raointean magnetach làidir a chruthachadh a tha riatanach airson ìomhaighean a dhèanamh den chorp daonna.
Co-dhùnadh
Tha ionduchtachd agus cruth-atharraichean nan dà bhun-bheachd chudromach a tha bunaiteach do innleadaireachd dealain. Tha ionduchtachd a’ cluich pàirt chudromach ann an stòradh lùtha agus smachd sruth, agus leigidh cruth-atharraichean le atharrachadh agus riaghladh bholtaids agus sruth airson diofar thagraidhean. Le tuigse agus cleachdadh ceart, bidh an dà bhun-bheachd seo a’ cur ri siostaman cumhachd èifeachdach, sgaoileadh lùtha èifeachdach, agus ùr-ghnàthachaidhean ceannardach ann an diofar raointean teicneòlais. Às an aonais, is dòcha nach biodh adhartasan an latha an-diugh ann an teicneòlas dealain aig an ìre làithreach aca.
