Jak detekuje semafor, že auto vytáhlo a čeká na změnu světla?

  • Cameron Merritt
  • 0
  • 1909
  • 258
Galerie obrázků: Baterie

-Na semaforech je něco exotického, co „víte“, že jste tam - v okamžiku, kdy se zvednete, změní se! Jak zjistí vaši přítomnost?

Některá světla nemají žádné detektory. Například ve velkém městě mohou semafory jednoduše fungovat na časovačích - bez ohledu na denní dobu to bude hodně provozu. Na předměstí a na venkovských silnicích jsou však detektory běžné. Mohou detekovat, kdy auto dorazí na křižovatce, když je na křižovatce naskládáno příliš mnoho aut (pro kontrolu délky světla), nebo když auta vstoupila do odbočovacího pruhu (za účelem aktivace světla se šipkou).

Existují nejrůznější technologie pro detekci automobilů - vše od laserů po gumové hadice naplněné vzduchem! Zdaleka nejběžnější technikou je indukční smyčka. Indukční smyčka je jednoduše cívka drátu zapuštěná do povrchu silnice. Pro instalaci smyčky položili asfalt, pak se vrátili a prořízli v asfaltu drážku pilou. Drát je umístěn do drážky a utěsněn gumovou směsí. Tyto velké obdélníkové smyčky můžete často vidět na chodníku, protože směs je zřejmá.

Indukční smyčky pracují detekcí změny indukčnosti. Abychom pochopili tento proces, podívejme se nejprve, co je to indukčnost. Ilustrace na této stránce je užitečná.

Zde vidíte baterii, žárovku, cívku drátu kolem kusu železa (žlutá) a spínač. Cívka drátu je induktor. Pokud jste si přečetli, jak elektromagnetické práce fungují, zjistíte také, že induktor je elektromagnet.

Pokud byste měli vyřadit induktor z tohoto obvodu, pak máte normální baterku. Zavřete spínač a žárovka se rozsvítí. S induktorem v obvodu, jak je znázorněno, je chování zcela odlišné. Žárovka je rezistor (odpor vytváří teplo, aby se vlákno v žáru žárovky vytvořilo). Drát v cívce má mnohem nižší odpor (je to jen drát), takže to, co byste očekávali, když zapnete spínač, je, aby žárovka zářila velmi matně. Většina proudu by měla procházet cestou nízkého odporu smyčkou. Místo toho se stane, že při sepnutí spínače žárovka jasně hoří a pak se stmívá. Když vypínač otevřete, žárovka hoří velmi jasně a poté rychle zhasne.

Důvodem tohoto podivného chování je induktor. Když proud poprvé začne v cívce proudit, cívka chce vybudovat magnetické pole. Zatímco se pole buduje, cívka brání toku proudu. Jakmile je pole vytvořeno, může proud normálně protékat drátem. Když se spínač otevře, magnetické pole kolem cívky udržuje proud v cívce, dokud se pole nezhroutí. Tento proud udržuje žárovku svítit po určitou dobu, i když je spínač otevřený.

kapacita induktoru je řízen dvěma faktory:

  • Počet cívek
  • Materiál, ve kterém jsou cívky ovinuty (jádro)

Vložení železa do jádra induktoru mu dává mnohem větší indukčnost než vzduch nebo jakékoli jiné nemagnetické jádro. Existují zařízení, která mohou měřit indukčnost cívky a standardní měrnou jednotkou je Jindřich.

Takže ... Řekněme, že si vezmete cívku drátu asi 5 stop v průměru, obsahující pět nebo šest smyček drátu. Řezáte nějaké drážky na silnici a umístíte cívku do drážek. Připojíte indukčnost k cívce a uvidíte, co je indukčnost cívky. Nyní zaparkujete auto přes cívku a znovu zkontrolujte indukčnost. Indukčnost bude mnohem větší kvůli velkému ocelovému předmětu umístěnému v magnetickém poli smyčky. Auto zaparkované nad cívkou se chová jako jádro induktoru a jeho přítomnost mění indukčnost cívky.

Senzor semaforu používá smyčku stejným způsobem. Neustále testuje indukčnost smyčky na silnici a když se indukčnost zvyšuje, ví, že auto čeká!

Související články

  • Jak airbagy fungují
  • Jak fungují kamery s červeným světlem
  • Jak fungují elektromagnety
  • Jak induktory fungují 
  • Může být auto opravdu smrtelné?



Zatím žádné komentáře

Nejzajímavější články o tajemstvích a objevech. Spousta užitečných informací o všem
Články o vědě, prostoru, technologii, zdraví, životním prostředí, kultuře a historii. Vysvětlete tisíce témat, abyste věděli, jak všechno funguje