Jacob Hoover
29 
5955
28
Afbeeldingengalerij: batterijen -Er is iets exotisch aan de verkeerslichten die "weten" dat u er bent - zodra u stopt, veranderen ze! Hoe detecteren ze uw aanwezigheid??
Sommige lampen hebben geen enkele soort detector. In een grote stad kunnen de verkeerslichten bijvoorbeeld gewoon op timers werken - het maakt niet uit hoe laat het is, er zal veel verkeer zijn. In de buitenwijken en op landelijke wegen zijn detectoren echter gebruikelijk. Ze kunnen detecteren wanneer een auto op een kruispunt aankomt, wanneer er te veel auto's op een kruispunt zijn gestapeld (om de lengte van het licht te regelen), of wanneer auto's een afslagstrook zijn ingegaan (om het pijllicht te activeren).
Er zijn allerlei technologieën om auto's te detecteren - van lasers tot rubberen slangen gevuld met lucht! Verreweg de meest voorkomende techniek is de inductieve lus. Een inductieve lus is gewoon een draadspoel die in het wegdek is ingebed. Om de lus aan te brengen leggen ze het asfalt en komen dan terug en zagen met een zaag een groef in het asfalt. De draad wordt in de groef geplaatst en afgedicht met een rubberachtige samenstelling. Je kunt vaak zien dat deze grote rechthoekige lussen in de stoep zijn gesneden omdat de verbinding duidelijk is.
Inductieve lussen werken door een verandering van inductantie te detecteren. Laten we, om het proces te begrijpen, eerst kijken wat inductantie is. De illustratie op deze pagina is nuttig.
Wat je hier ziet is een batterij, een gloeilamp, een draadspiraal rond een stuk ijzer (geel) en een schakelaar. De draadspoel is een inductor. Als je hebt gelezen Hoe elektromagneten werken, zul je ook herkennen dat de inductor een elektromagneet is.
Als je de inductor uit dit circuit zou halen, dan heb je een normale zaklamp. Je sluit de schakelaar en de lamp gaat branden. Met de inductor in het circuit zoals getoond, is het gedrag compleet anders. De gloeilamp is een weerstand (de weerstand creëert warmte om de gloeidraad in de lamp te laten gloeien). De draad in de spoel heeft een veel lagere weerstand (het is gewoon draad), dus wat je zou verwachten als je de schakelaar aanzet, is dat de lamp erg zwak gloeit. De meeste stroom moet het pad met lage weerstand door de lus volgen. Wat er in plaats daarvan gebeurt, is dat wanneer u de schakelaar sluit, de lamp helder brandt en vervolgens zwakker wordt. Als je de schakelaar opent, brandt de lamp heel helder en gaat dan snel uit.
De reden voor dit vreemde gedrag is de inductor. Als er voor het eerst stroom in de spoel gaat stromen, wil de spoel een magnetisch veld opbouwen. Terwijl het veld zich opbouwt, remt de spoel de stroom. Zodra het veld is opgebouwd, kan de stroom normaal door de draad stromen. Wanneer de schakelaar wordt geopend, houdt het magnetische veld rond de spoel de stroom in de spoel totdat het veld instort. Door deze stroom blijft de lamp gedurende een bepaalde tijd branden, ook al staat de schakelaar open.
De capaciteit van een inductor wordt bepaald door twee factoren:
- Het aantal spoelen
- Het materiaal waar de spoelen omheen zijn gewikkeld (de kern)
Door ijzer in de kern van een inductor te plaatsen, krijgt het veel meer inductie dan lucht of een andere niet-magnetische kern. Er zijn apparaten die de inductantie van een spoel kunnen meten, en de standaard maateenheid is de Henry.
Dus ... Laten we zeggen dat je een draadspiraal neemt met een diameter van misschien 1,5 meter, met daarin vijf of zes lussen draad. Je snijdt wat groeven in een weg en plaatst de spoel in de groeven. Je bevestigt een inductantiemeter aan de spoel en kijkt wat de inductantie van de spoel is. Nu parkeer je een auto over de spoel en controleer je de inductie opnieuw. De inductie zal veel groter zijn vanwege het grote stalen object dat zich in het magnetische veld van de lus bevindt. De auto die boven de spoel geparkeerd staat, gedraagt zich als de kern van de spoel, en zijn aanwezigheid verandert de inductie van de spoel.
Een verkeerslichtsensor gebruikt de lus op dezelfde manier. Het test constant de inductantie van de lus in de weg, en wanneer de inductie stijgt, weet het dat er een auto wacht!
Gerelateerde artikelen
- Hoe airbags werken
- Hoe roodlichtcamera's werken
- Hoe elektromagneten werken
- Hoe inductoren werken
- Kan een auto echt doodsbestendig zijn??