Hvordan oppdager et trafikklys at en bil har trukket seg opp og venter på at lyset skal skifte?

  • Peter Tucker
  • 0
  • 2264
  • 219
Bildegalleri: Batterier

-Det er noe eksotisk med trafikklysene som "vet" at du er der - øyeblikkelig når du drar opp, endres de! Hvordan oppdager de din tilstedeværelse?

Noen lys har ikke noen slags detektorer. I en stor by kan for eksempel trafikklysene ganske enkelt fungere på tidtakere - uansett hvilken tid på døgnet det er, kommer det til å være mye trafikk. I forstedene og på landeveiene er detektorer imidlertid vanlig. De kan oppdage når en bil ankommer et veikryss, når for mange biler er stablet opp i et veikryss (for å kontrollere lysets lengde), eller når biler har kommet inn i en svingbane (for å aktivere pillyset).

Det finnes alle slags teknologier for å oppdage biler - alt fra lasere til gummislanger fylt med luft! Den klart mest vanlige teknikken er induktiv sløyfe. En induktiv sløyfe er ganske enkelt en spiral av tråd innebygd i veiens overflate. For å installere løkken, legger de asfalten og kommer deretter tilbake og kutter et spor i asfalten med en sag. Ledningen plasseres i sporet og forsegles med en gummiaktig forbindelse. Du kan ofte se disse store rektangulære løkkene kuttet i fortauet fordi forbindelsen er åpenbar.

Induktive løkker fungerer ved å oppdage en endring av induktansen. La oss først se på hva induktans er for å forstå prosessen. Illustrasjonen på denne siden er nyttig.

Det du ser her er et batteri, en lyspære, en trådspole rundt et stykke jern (gult) og en bryter. Trådspolen er en induktor. Hvis du har lest Hvordan elektromagneter fungerer, vil du også innse at induktoren er en elektromagnet.

Hvis du skulle ta induktoren ut av denne kretsen, er det du har en normal lommelykt. Du lukker bryteren og pæren lyser. Med induktoren i kretsen som vist, er oppførselen en helt annen. Lyspæren er en motstand (motstanden skaper varme for å gjøre glødetråden i pæren glød). Tråden i spolen har mye lavere motstand (det er bare ledning), så hva du kan forvente når du slår på bryteren er at pæren lyser veldig svakt. Det meste av strømmen skal følge lavmotstandsbanen gjennom løkken. Det som skjer i stedet er at når du lukker bryteren, brenner lyspæren sterkt og blir mørkere. Når du åpner bryteren, brenner pæren veldig sterkt og går deretter raskt ut.

Årsaken til denne rare oppførselen er induktoren. Når strømmen først begynner å strømme i spolen, ønsker spolen å bygge opp et magnetfelt. Mens feltet bygger, hemmer spolen strømmen av strøm. Når feltet er bygget, kan strøm strømme normalt gjennom ledningen. Når bryteren åpnes, holder magnetfeltet rundt spolen strømmen i strømmen til feltet faller sammen. Denne strømmen holder pæren tent i en periode, selv om bryteren er åpen.

De kapasitet av en induktor styres av to faktorer:

  • Antall spoler
  • Materialet som spolene er pakket rundt (kjernen)

Å sette jern i kjernen av en induktor gir den mye mer induktans enn luft eller noen annen ikke-magnetisk kjerne ville gjort. Det er enheter som kan måle induktansen til en spole, og standard måleenhet er henry.

Så… La oss si at du tar en spiral av wire, kanskje 5 fot i diameter, som inneholder fem eller seks løkker av ledning. Du skjærer noen spor i en vei og plasserer spolen i sporene. Du fester en induktansmåler til spolen og ser hva spolens induktans er. Nå parkerer du en bil over spolen og sjekker induktansen igjen. Induktansen vil være mye større på grunn av den store stålgjenstanden som er plassert i loopens magnetfelt. Bilen som er parkert over spolen fungerer som kjernen i induktoren, og dens tilstedeværelse endrer spolens induktans.

En trafikklyssensor bruker løkken på samme måte. Den tester konstant induktansen til løkken i veien, og når induktansen stiger, vet den at det er en bil som venter!

Relaterte artikler

  • Hvordan kollisjonsputer fungerer
  • Slik fungerer røde lyskameraer
  • Hvordan elektromagneter fungerer
  • Hvordan induktorer fungerer 
  • Kan en bil virkelig være dødssikker?



Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.

De mest interessante artiklene om hemmeligheter og oppdagelser. Mye nyttig informasjon om alt
Artikler om vitenskap, rom, teknologi, helse, miljø, kultur og historie. Forklare tusenvis av emner slik at du vet hvordan alt fungerer