Противоэлектродвижущая сила ( встречная ЭДС , КЭДС , обратная ЭДС ) [1] – это электродвижущая сила (ЭДС), проявляющаяся в виде напряжения , противодействующего изменению тока , вызвавшего ее. CEMF — это ЭДС, вызванная электромагнитной индукцией .
Например, напряжение, возникающее на индукторе или катушке , связано с изменением тока, которое вызывает изменение магнитного поля внутри катушки и, следовательно, самоиндуцируемое напряжение. [1] [2] Полярность напряжения в каждый момент времени противоположна полярности изменения приложенного напряжения, чтобы поддерживать постоянный ток. [1] [3]
Термин « противоэлектродвижущая сила» также обычно используется для обозначения напряжения, которое возникает в электродвигателях , где существует относительное движение между якорем и магнитным полем, создаваемым катушками возбуждения двигателя или полем постоянного магнита, таким образом, также действуя как генератор при работе в качестве двигателя. Этот эффект возникает не из-за индуктивности двигателя, которая по закону Фарадея создает напряжение, противоположное изменяющемуся току, а из-за отдельного явления. То есть обратная ЭДС также обусловлена индуктивностью и законом Фарадея, но возникает даже тогда, когда ток двигателя не меняется, и возникает из геометрических соображений якоря, вращающегося в магнитном поле.
Это напряжение последовательно с исходным приложенным напряжением и противодействует ему и называется «обратной электродвижущей силой» (по закону Ленца ). При более низком общем напряжении на внутреннем сопротивлении двигателя по мере того, как двигатель вращается быстрее, ток, протекающий через двигатель, уменьшается. [4] Одним из практических применений этого явления является косвенное измерение скорости и положения двигателя, поскольку противо-ЭДС пропорциональна скорости вращения якоря. [5]
В управлении двигателем и робототехнике обратная ЭДС часто наиболее конкретно относится к фактическому использованию напряжения, генерируемого вращающимся двигателем, для определения скорости вращения двигателя, чтобы использовать его для лучшего управления двигателем определенным образом. [6]
Чтобы наблюдать эффект противо-ЭДС двигателя, можно выполнить это простое упражнение: при включенной лампе накаливания запустить большой двигатель, такой как сверлильный станок, пила, компрессор кондиционера или пылесос. Свет может ненадолго погаснуть при запуске двигателя. Когда якорь не вращается (так называемый заблокированный ротор), противо-ЭДС отсутствует, и ток, потребляемый двигателем, довольно высок. Если пусковой ток двигателя достаточно высок, он понизит линейное напряжение настолько, что это вызовет заметное затемнение света.