Vlad Krasen
6 
6564
163
Galeria zdjęć: baterie -Jest coś egzotycznego w światłach drogowych, które „wiedzą”, że tam jesteś - zmieniają się w chwili, gdy się zatrzymujesz! Jak wykrywają twoją obecność?
Niektóre światła nie mają żadnych detektorów. Na przykład w dużym mieście sygnalizacja świetlna może po prostu działać na wyłącznikach czasowych - bez względu na porę dnia będzie duży ruch. Jednak na przedmieściach i drogach wiejskich powszechne są detektory. Mogą wykryć, kiedy samochód wjeżdża na skrzyżowanie, kiedy zbyt wiele samochodów jest ustawionych w stos na skrzyżowaniu (aby kontrolować długość światła) lub kiedy samochody wjechały na pas do skrętu (w celu włączenia światła strzałki).
Istnieją różne technologie wykrywania samochodów - od laserów po gumowe węże wypełnione powietrzem! Zdecydowanie najpopularniejszą techniką jest pętla indukcyjna. Pętla indukcyjna to po prostu cewka z drutu osadzona w nawierzchni drogi. Aby zainstalować pętlę, kładą asfalt, a następnie wracają i wycinają rowek w asfalcie piłą. Drut umieszcza się w rowku i uszczelnia mieszanką gumową. Często można zobaczyć te duże prostokątne pętle wycięte w chodniku, ponieważ związek jest oczywisty.
Pętle indukcyjne działają poprzez wykrywanie zmiany indukcyjności. Aby zrozumieć ten proces, przyjrzyjmy się najpierw, czym jest indukcyjność. Ilustracja na tej stronie jest pomocna.
To, co tu widzisz, to bateria, żarówka, cewka z drutu wokół kawałka żelaza (żółty) i przełącznik. Cewka drutu jest cewką indukcyjną. Jeśli przeczytałeś, jak działają elektromagnesy, zauważysz również, że cewka jest elektromagnesem.
Gdybyś miał wyjąć cewkę indukcyjną z tego obwodu, to masz zwykłą latarkę. Zamykasz włącznik i żarówka się zapala. Z cewką indukcyjną w obwodzie, jak pokazano, zachowanie jest zupełnie inne. Żarówka jest rezystorem (opór wytwarza ciepło, aby żarnik w żarówce świecił). Drut w cewce ma znacznie niższą rezystancję (to tylko drut), więc po włączeniu przełącznika można by się spodziewać, że żarówka będzie świecić bardzo słabo. Większość prądu powinna przechodzić przez pętlę po ścieżce o niskiej rezystancji. Zamiast tego, po zamknięciu przełącznika, żarówka świeci jasno, a następnie ściemnia się. Po otwarciu włącznika żarówka pali się bardzo jasno, a następnie szybko gaśnie.
Powodem tego dziwnego zachowania jest cewka indukcyjna. Kiedy prąd zaczyna płynąć w cewce, cewka chce wytworzyć pole magnetyczne. Podczas budowy pola cewka hamuje przepływ prądu. Po zbudowaniu pola prąd może normalnie przepływać przez drut. Po otwarciu przełącznika pole magnetyczne wokół cewki utrzymuje przepływ prądu w cewce do momentu zaniku pola. Ten prąd utrzymuje żarówkę zapaloną przez pewien czas, mimo że wyłącznik jest otwarty.
Plik Pojemność cewki indukcyjnej są kontrolowane przez dwa czynniki:
- Liczba cewek
- Materiał, wokół którego owinięte są cewki (rdzeń)
Umieszczenie żelaza w rdzeniu cewki indukcyjnej daje mu znacznie większą indukcyjność niż powietrze lub jakikolwiek inny rdzeń niemagnetyczny. Istnieją urządzenia, które mogą mierzyć indukcyjność cewki, a standardową jednostką miary jest henz.
Więc… Powiedzmy, że bierzesz zwój drutu o średnicy około 5 stóp, zawierający pięć lub sześć pętli drutu. Wycinasz kilka rowków w drodze i umieszczasz cewkę w rowkach. Podłączasz miernik indukcyjności do cewki i sprawdzasz, jaka jest indukcyjność cewki. Teraz parkujesz samochód nad cewką i ponownie sprawdzasz indukcyjność. Indukcyjność będzie znacznie większa z powodu dużego stalowego obiektu umieszczonego w polu magnetycznym pętli. Samochód zaparkowany nad cewką zachowuje się jak rdzeń cewki, a jego obecność zmienia indukcyjność cewki.
Czujnik sygnalizacji świetlnej wykorzystuje pętlę w ten sam sposób. Ciągle testuje indukcyjność pętli na drodze, a gdy indukcyjność wzrasta, wie, że czeka samochód!
Powiązane artykuły
- Jak działają poduszki powietrzne
- Jak działają kamery na czerwonym świetle
- Jak działają elektromagnesy
- Jak działają cewki indukcyjne
- Czy samochód naprawdę może być odporny na śmierć??