Қарсы ЭҚК: Ток өзгеруіне кедергі жасайтын кернеу

Кіріспе

Кернеу, оны тудырған ток өзгерісіне қарсы келеді.

Қарсы электр қозғалтқыш күші (қарсы ЭҚК, CEMF, кері ЭҚК) – ток тудырған өзгеріске қарсы келетін кернеу ретінде көрінетін электр қозғалтқыш күші (ЭҚК). CEMF – электромагниттік индукцияның нәтижесінде туындайтын ЭҚК.

Егжей-тегжейлер

Мысалы, индуктор немесе катушка арқылы пайда болатын кернеу, ток өзгергенде туындайды, бұл катушка ішіндегі магнит өрісінің өзгеруіне себеп болады, соның салдарынан өзіндік индукциялық кернеу пайда болады. Кернеудің полярлығы әрбір сәтте қолданылатын кернеудің өзгеруіне қарсы келеді, ток тұрақты болуын қамтамасыз етеді. Электр қозғалтқыштық күш (ЭҚК) термині электр моторларында пайда болатын кернеуді де білдіреді, онда якорь мен мотордың өріс орамдары немесе тұрақты магнит өрісі тудыратын магнит өрісі арасында салыстырмалы қозғалыс болады, сондықтан мотор жұмыс істегенде генератор ретінде де әрекет етеді. Бұл эффект мотордың индуктивтілігіне байланысты емес, ол Фарадей заңы бойынша өзгеретін токқа қарсы кернеу тудырады, ал жеке құбылыс. Яғни, кері ЭҚК де индуктивтілікке және Фарадей заңына байланысты, бірақ мотор тогы өзгермеген кезде де пайда болады және магнит өрісінде айналатын якорьдің геометриялық ескертулерінен туындайды. Бұл кернеу бастапқы қолданылатын кернеумен тізбектелі және оған қарсы болады, сондай-ақ «кері электр қозғалтқыштық күш» деп аталады (Ленц заңы бойынша). Мотордың ішкі кедергісіндегі жалпы кернеу мотордың айналу жылдамдығы артқан сайын төмендейді, нәтижесінде моторға ағып түсетін ток азаяды. Бұл құбылыстың практикалық қолданысы – мотордың жылдамдығы мен орнын жанама түрде өлшеу, себебі кері ЭҚК якорьдің айналу жылдамдығына пропорционалды. Моторды басқару және робототехникада кері ЭҚК көбінесе айналатын мотордың тудыратын кернеуін мотордың айналу жылдамдығын анықтау үшін нақты пайдалануды білдіреді, осы мәліметтерді моторды тиімді басқару үшін қолдануға болады. Мотордың кері ЭҚК әсерін байқау үшін келесі қарапайым тәжірибені жасауға болады: шамды жағып тұрып, бұрғылау станогы, ара, кондиционер компрессоры немесе шаңсорғыш сияқты үлкен моторды іске қосыңыз. Мотор іске қосылғанда шам қысқа уақытқа сөніп қалуы мүмкін. Якорь айналмаған кезде (блокировкаланған ротор деп аталады) кері ЭҚК болмайды және мотордың тұтынатын тогы өте жоғары болады. Егер мотордың іске қосылу тогы жеткілікті жоғары болса, ол желі кернеуін төмендетіп, шамның айқын сөнуіне себеп болады.

For example, the voltage appearing across an inductor or coil is due to a change in current which causes a change in the magnetic field within the coil, and therefore the self induced voltage. The polarity of the voltage at every moment opposes that of the change in applied voltage, to keep the current constant. The term back electromotive force is also commonly used to refer to the voltage that occurs in electric motors where there is relative motion between the armature and the magnetic field produced by the motor's field coils or permanent magnet field, thus also acting as a generator while running as a motor. This effect is not due to the motor's inductance, which generates a voltage in opposition to a changing current via Faraday's law, but a separate phenomenon. That is, the back EMF is also due to inductance and Faraday's law, but occurs even when the motor current is not changing, and arises from the geometric considerations of an armature spinning in a magnetic field. This voltage is in series with and opposes the original applied voltage and is called "back electromotive force" (by Lenz's law). With a lower overall voltage across the motor's internal resistance as the motor turns faster, the current flowing into the motor decreases. One practical application of this phenomenon is to indirectly measure motor speed and position, as the back EMF is proportional to the rotational speed of the armature. In motor control and robotics, back EMF often refers most specifically to actually using the voltage generated by a spinning motor to infer the speed of the motor's rotation, for use in better controlling the motor in specific ways. To observe the effect of back EMF of a motor, one can perform this simple exercise: with an incandescent light on, cause a large motor such as a drill press, saw, air conditioner compressor, or vacuum cleaner to start. The light may dim briefly as the motor starts. When the armature is not turning (called locked rotor) there is no back EMF and the motor's current draw is quite high. If the motor's starting current is high enough, it will pull the line voltage down enough to cause noticeable dimming of the light.