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学好电磁感应的原理——提高我们分析电路判断故障的能力(二) 郝铭博客–平板电视维修技术学习

 SBY-DOC 2012-02-09

学好电磁感应的原理——提高我们分析电路判断故障的能力(二)

2011年1月25日 郝铭 发表评论 阅读评论

学习掌握开关电源原理的预备知识——电磁感应原理(二):

通过前面一节的介绍,基本上了解了什么是电磁感应?电磁感应产生的条件是什么?

什么是电磁感应?

       磁生电、电生磁就是电磁感应。

电磁感应产生的条件是什么?

       变化的磁通(导体切割磁力线运动)。

什么是法拉第电磁感应定律?(是判断感生电势大小的)

       感应电势的大小和磁通的变化率成正比。

什么是楞次定律?(是判断感生电势方向的)

        在导体(线圈)中;感生电势总是和外加电势相对抗的,外加电势引  起电流上升时;感生电势总是对抗电流的上升,外加电势引起电流下降时;感生电势也对抗电流的下降;在电感线圈内部电流不能突变。

    电磁感应的内容是及其丰富的、应用也是及其广泛的,其基本理论支持着几乎所有电子电路的原理分析(只要有电感线圈的电路图、电器设备其电路分析就必须应用到电磁感应的理论)。就拿我们维修了几十年的CRT电视机来说;从电视信号进入高频头经过一系列的处理(选频、变频、中频放大)、220V市电进入开关电源、行输出电路、行场扫描电路等,这都是一系列的电磁感应过程,都和电磁感应的理论息息相关,不懂电磁感应的原理就无法分析电路、无法分析故障、更不用说能理性的排除故障。从事多年维修工作的有经验的师傅,而维修技术不能进步,分析电路、故障的能力不能进步最大的阻碍,就在于此。

   CRT电视机的“开关电源”、“行场扫描”、“偏转电路”,液晶电视机的“开关电源”、“背光板电路”,等离子电视机的“开关电源”、“X Y驱动”、“等离子屏的能量恢复电路”等等,这些故障高发的部分其工作原理都和电磁感应原理密不可分,只有掌握了电磁感应理论的精髓,才能顺利的分析原理、分析故障、排除故障,这是一个合格的电视机维修人员必须具备的。

为了以后的精通平板电视的维修技术,熟练的掌握各种电路、故障的分析,必须更进一步的系统、深入的对电磁感应原理进行学习。结合前面的入门知识,逐步深入的学习电磁感应及其相关的知识。

一、磁饱和:

当线圈的外加电势引起电流上升时,线圈的内部的磁力线也在不断的增加(磁力线的密度和电流的幅度成正比),磁力线的不断增加也等效于线圈在不断的切割磁力线并产生感生电势,这个感生电势对抗着外加电势引起电流的上升,外加电势在感生电势的对抗下,只会缓慢的上升,这时只要外加电势继续存在;电流就会继续增加,线圈内部磁力线的密度也会继续增加,线圈也在不断的切割磁力线;感生电势也在继续不断的产生,对抗外加电势引起电流的增加,这时可以看出在线圈内部;因为外加电势的缘故;内部的电流是一个沿斜边逐步继续上升时势头,图2.1所示。

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                                                                             图2.1

看起来好像只要外加电势不断开,这个沿斜边上升的电流就无休止的继续无限度地增加;磁力线也在不断的增加,线圈内磁力线的密度也在不断的增加(电磁感应现象即持续不断的维持下去);其实不然:线圈就好象是一个“容器”内部容纳磁力线的多少是有限度地。就好象是一个水桶;水装满了再向水桶里面灌水,水量也是不能在增加了。同样线圈内部的磁力线达增加到一定的密度;电流再增加磁力线也不会增加了,这就是达到了磁饱和了,图2.2所示。图2.2A所示是在还没有达到磁饱和之前,由于磁力线还在增加,线圈内部还有对抗外接电势产生电流的感生电势的产生。图2.2B所示;线圈已经达到磁饱和,外加电势引起电流的上升已经不能再引起磁力线的增加,由于磁力线的不再增加,线圈就失去切割磁力线的机会,此时感生电势也就不再产生,对抗外加电势引起电流上升时因素也没有了,电流即会无阻碍的迅速疯狂上升。直到线圈本身的导体电阻(金属导体的直流电阻R)的存在对电流形成的一点最后阻力,限制了电流的再增加,由于线圈的直流电阻都非常小,此时的电流等于外加电压除于线圈的直流电阻,是一个很大的电流值,实际上是一种可怕的短路现象的出现,图2.3电流曲线所示。

这时我们称为达到“磁饱和”了。此时只要外加电势不断开,就会继续维持这些饱和的磁力线在线圈中的存在。

到达了磁饱和后,磁力线不再增加;感生电势也就不在产生,这是电磁感应现象也就停止了。通过以上的实例可以得出一下结论,

1、 稳定的直流电加到线圈上可以产生电磁感应,但是只是在接通外接直流电的一瞬间产生了电磁感应现象,一旦进入磁饱和,电磁感应现象即消失了。

2、 线圈内部电流的增加引起磁力线的增加(切割)才会产生电磁感应现象(同样线圈内电流的下降会引起磁力线的减少(切割)也会产生电磁感应现象),这就说明线圈内电磁感应现象是依靠变化的电流产生的,变化的电流引起变化的磁通(磁力线);于是产生了电磁感应,没有变化的磁通就没有电磁感应。

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                              A 接近磁饱和                                                   B 达到磁饱和

                                                                    图2.2

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                                                                    图2.3

二、线圈的储能作用;

在很多的介绍及叙述开关电源的文章中;都把电感线圈或者开关变压器称为是储能元件,那么线圈的储能作用是如何进行的?

在前面的介绍中可以看到,当线圈接通外加电势时在线圈内部就会产生电流,此电流的产生又会引起磁场的产生,磁场就是能量,这个磁场的产生就是流经线圈的电流转化的结果,外接电势不切断;电流就会持续逐步上升,磁能量也会因为电流的上升逐步加大,流过线圈的电流(电能)转化成为磁能在线圈中保持,不过这个磁能必须由流经线圈的电流来维持,当外接电势被切断,电流消失;磁能量也立即消失,不过根据“能量守恒定律”磁能是又转化成为了电能,成为线圈两端出现的感生电势,如果此时线圈外部有一个负载或者一个闭合的流通回路,这个磁能转化的感生电势就会形成电流把能量进行了释放。

那么;线圈释放的电能大小于什么有关?在线圈到达磁饱和之前,外加电势接通持续时间时间越长、电流上升越大、存储的磁能量也越大、外加电势切断后,释放的电能也就越大,如果负载电阻不变,释放的电能电压越高,这也就是开关电源利用线圈通电时间的长短来控制输出电压的高低达到稳压的原理。

三 、在线圈中如何使电磁感应现象持续不断的维持下去?

为了要使线圈内的电磁感应现象不断的维持下去,就要使线圈内要有持续不断的磁通的变化(不断有切割磁力线的现象产生),而磁通的变化和电流的变化密切相关,所以;只要不断的变化外加电势的方向,或不断的接通、断开外加电势;图2.4及图2.5所示,就能引起线圈内电流不断的变化,磁力线的方向也在不断变化方向,线圈就也在不断切割磁力线;那么电磁感应现象就得以持续不断的进行下去。

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