Hur upptäcker ett trafikljus att en bil har dragit sig och väntar på att ljuset ska bytas?

  • Thomas Dalton
  • 0
  • 1268
  • 199
Bildgalleri: Batterier

-Det finns något exotiskt med trafikljusen som "vet" att du är där - omedelbart när du drar upp förändras de! Hur upptäcker de din närvaro?

Vissa lampor har inga slags detektorer. I en stor stad kan till exempel trafikljuset helt enkelt fungera på tidtagare - oavsett vilken tid på dagen det är, det kommer att bli mycket trafik. I förorterna och på landsvägar är detektorer emellertid vanliga. De kan upptäcka när en bil anländer till en korsning, när för många bilar staplas upp i en korsning (för att kontrollera ljusets längd), eller när bilarna har kommit in i en svängfält (för att aktivera pilljuset).

Det finns alla slags tekniker för att upptäcka bilar - allt från lasrar till gummislangar fyllda med luft! Den överlägset vanligaste tekniken är induktiv slinga. En induktiv slinga är helt enkelt en spiral av tråd inbäddad i vägens yta. För att installera slingan lägger de asfalten och kommer sedan tillbaka och skär ett spår i asfalten med en såg. Tråden placeras i spåret och förseglas med en gummiliknande förening. Du kan ofta se dessa stora rektangulära öglor skära i trottoaren eftersom föreningen är uppenbar.

Induktiva öglor fungerar genom att upptäcka en förändring av induktansen. För att förstå processen, låt oss först titta på vad induktans är. Illustrationen på denna sida är användbar.

Vad du ser här är ett batteri, en glödlampa, en trådspole runt en bit järn (gul) och en strömbrytare. Trådspolen är en induktor. Om du har läst hur elektromagneter fungerar kommer du också att inse att induktorn är en elektromagnet.

Om du skulle ta in induktorn ur denna krets, är det du har en normal ficklampa. Du stänger brytaren och glödlampan tänds. Med induktorn i kretsen som visas är beteendet helt annorlunda. Glödlampan är ett motstånd (motståndet skapar värme för att göra glödtråden i glödlampan). Tråden i spolen har mycket lägre motstånd (det är bara tråd), så vad du kan förvänta dig när du sätter på omkopplaren är att glödlampan ska lysa väldigt svagt. Det mesta av strömmen bör följa banan med låg motstånd genom slingan. Det som händer istället är att när du stänger brytaren bränner lampan ljust och blir då mörkare. När du öppnar brytaren bränner lampan mycket ljust och släcks sedan snabbt ut.

Anledningen till detta konstiga beteende är induktorn. När strömmen först börjar flöda i spolen, vill spolen bygga upp ett magnetfält. Medan fältet bygger hämmar spolen strömflödet. När fältet har byggts kan strömmen flöda normalt genom ledningen. När omkopplaren öppnas håller magnetfältet runt spolen strömmen i spolen tills fältet kollapsar. Denna ström håller lampan tänd under en viss tid även om omkopplaren är öppen.

De kapacitet av en induktor styrs av två faktorer:

  • Antalet spolar
  • Materialet som spolarna är lindade runt (kärnan)

Att sätta järn i en induktors kärna ger det mycket mer induktans än luft eller någon annan icke-magnetisk kärna skulle. Det finns enheter som kan mäta induktansen hos en spole, och standardmåttenheten är henry.

Så ... Låt oss säga att du tar en trådspole kanske 5 fot i diameter, som innehåller fem eller sex trådöglor. Du skär några spår på en väg och placerar spolen i spåren. Du fäster en induktansmätare på spolen och ser vad spolens induktans är. Nu parkerar du en bil över spolen och kontrollerar induktansen igen. Induktansen blir mycket större på grund av det stora stålföremålet som är placerat i slingans magnetfält. Bilen parkerad över spolen fungerar som induktorns kärna, och dess närvaro förändrar spolens induktans.

En trafikljusgivare använder slingan på samma sätt. Den testar ständigt induktansen hos öglan i vägen, och när induktansen stiger vet den att det finns en bil som väntar!

Relaterade artiklar

  • Hur krockkuddar fungerar
  • Hur kameror med rött ljus fungerar
  • Hur elektromagneter fungerar
  • Hur induktorer fungerar 
  • Kan en bil verkligen vara dödsäker?



Ingen har kommenterat den här artikeln än.

De mest intressanta artiklarna om hemligheter och upptäckter. Massor av användbar information om allt
Artiklar om vetenskap, rymd, teknik, hälsa, miljö, kultur och historia. Förklara tusentals ämnen så att du vet hur allt fungerar