Противоэлектродвижущая сила ( противоэлектродвижущая сила , CEMF , обратная ЭДС ) [1] — это электродвижущая сила (ЭДС), проявляющаяся в виде напряжения , которое противодействует изменению тока , вызвавшему его. CEMF — это ЭДС, вызванная электромагнитной индукцией .
Например, напряжение, появляющееся на индукторе или катушке, возникает из-за изменения тока, которое вызывает изменение магнитного поля внутри катушки, и, следовательно , самоиндуцированного напряжения. [1] [2] Полярность напряжения в каждый момент времени противоположна полярности изменения приложенного напряжения, чтобы поддерживать ток постоянным. [1] [3]
Термин обратная электродвижущая сила также обычно используется для обозначения напряжения, которое возникает в электродвигателях , где есть относительное движение между якорем и магнитным полем, создаваемым катушками возбуждения двигателя или полем постоянного магнита, таким образом, также действуя как генератор, работая как двигатель. Этот эффект не обусловлен индуктивностью двигателя, который генерирует напряжение в противовес изменяющемуся току по закону Фарадея, а является отдельным явлением. То есть обратная ЭДС также обусловлена индуктивностью и законом Фарадея, но возникает даже тогда, когда ток двигателя не меняется, и возникает из геометрических соображений вращения якоря в магнитном поле.
Это напряжение последовательно и противодействует первоначальному приложенному напряжению и называется «обратной электродвижущей силой» (по закону Ленца ). При более низком общем напряжении на внутреннем сопротивлении двигателя , когда двигатель вращается быстрее, ток, текущий в двигатель, уменьшается. [4] Одним из практических применений этого явления является косвенное измерение скорости и положения двигателя, поскольку обратная ЭДС пропорциональна скорости вращения якоря. [5]
В управлении двигателем и робототехнике обратная ЭДС часто относится, в частности, к фактическому использованию напряжения, генерируемого вращающимся двигателем, для определения скорости вращения двигателя с целью улучшения управления двигателем определенными способами. [6]
Чтобы наблюдать эффект обратной ЭДС двигателя, можно выполнить следующее простое упражнение: при включенной лампе накаливания запустите большой двигатель, например, сверлильный станок, пилу, компрессор кондиционера или пылесос. Свет может на короткое время потускнеть, когда двигатель запустится. Когда якорь не вращается (так называемый заторможенный ротор), обратной ЭДС нет, и ток, потребляемый двигателем, довольно высок. Если пусковой ток двигателя достаточно высок, он понизит напряжение в сети достаточно, чтобы вызвать заметное затемнение света.