Svět kolem nás je plný různých elektrických zařízení a zvídavého člověka chtít nebo nechtěně se zajímat o ty fyzické procesy, ke kterým dochází během jejich fungující. Zároveň v rozhovorech odborníků často bliká pojem samoindukce a já chci pochopit, jaký jev se za tímto pojmem skrývá.
Samočinná indukce, jak již název napovídá, má společnou povahu s konvenční indukcí, která zase popisuje vztah mezi elektrickým proudem vodiče umístěného ve střídavém magnetu pole. Je známo, že tok proudu je způsoben zdrojem EMF. Fenomén samoindukce je tedy výskyt EMF, který je jako vektor orientován ve směru opačném ke zdroji. De facto přítomnost tohoto jevu brání příliš rychlému nárůstu nebo poklesu proudu ve vodiči, ke kterému dochází podle exponenciálního zákona, obrázek 1.
Vliv vlastní indukce na rychlost a směr změny proudu
Samočinná indukce jako jev je charakteristická pro indukční prvky. Dobrým příkladem toho je induktor. Jedná se o vinutí izolovaného drátu a ve většině případů je navíc navinuto na železné jádro, aby se zvýšila indukčnost.
Hodnota EMF samoindukce je úměrná součinu indukčnosti cívky rychlostí změny proudu skrz ni as opačným znaménkem. Proto pokud je při zvýšení síly proudu EMF samoindukce namířeno proti EMF zdroje a brání nárůst proudu, pak když proud klesá, naopak se sčítá a tím brání poklesu proud. Ve skutečnosti přítomnost indukčnosti v obvodu v důsledku samoindukce zajišťuje účinné vyhlazení proudových rázů.
Jako vzdálenou mechanickou analogii samoindukce lze odkazovat na Newtonův třetí zákon: pro působením na tělo síly vyvstává odporová síla, která je namířena přesně opačně směr.
Příklady užitečných a škodlivých projevů samoindukce
Fenomén samoindukce se v praxi často účelně využívá. Například v zářivce v proudovém obvodu je zavedena tlumivka, zapnutá, jak je znázorněno na obrázku 2. Poté, co je obvod přerušen startérem, tlumivka v důsledku samočinné indukce po určitou dobu udržuje napětí jejich svorky, tj. na lampě, což stačí k zapálení a přepnutí do normálního režimu záře.
Druhým příkladem je systém zapalování benzínového motoru. Zahrnuje také sytič. Po otevření obvodu toku proudu posuvníkem nebo polovodičovým klíčovým prvkem dojde k prudkému nárůstu EMF samoindukce, jejíž hodnota napětí je dostatečná pro elektrické rozložení jiskřiště svíčky, obrázek 3.
Příkladem škodlivých důsledků samoindukce je vypalování kontaktů zásuvek, automatů a podobných spínacích zařízení, obrázek 4. V tomto případě přeskakující jiskra vede k elektrické korozi pracovního povrchu, která je doprovázena jeho zrychleným stárnutím.