Na semaforech, které „vědí“, že tam jste, je něco exotického – jakmile zaparkujete, změní se! Jak zjistí vaši přítomnost?
Některá světla nemají žádné detektory. Například ve velkém městě mohou semafory jednoduše fungovat na časovačích - bez ohledu na to, jaká je denní doba, bude tam velký provoz. Na předměstích a na venkovských silnicích jsou ale detektory běžné. Mohou detekovat, když auto přijede na křižovatku, když je na křižovatce nahromaděno příliš mnoho aut (pro kontrolu délky světla), nebo když auta vstoupila do odbočovacího pruhu (aby se aktivovala šipka).
Pro detekci aut existují nejrůznější technologie – vše od laserů po gumové hadice naplněné vzduchem! Zdaleka nejběžnější technikou je indukční smyčka . Indukční smyčka je jednoduše cívka drátu zapuštěná do povrchu vozovky. Pro instalaci smyčky položí asfalt a pak se vrátí a vyříznou drážku do asfaltu pilou. Drát je umístěn v drážce a utěsněn pryžovou směsí. Tyto velké obdélníkové smyčky můžete často vidět vyříznuté v chodníku, protože směs je zřejmá.
Indukční smyčky fungují tak, že detekují změnu indukčnosti. Abychom porozuměli procesu, podívejme se nejprve na to, co je indukčnost. Ilustrace na této stránce je užitečná.
To, co zde vidíte, je baterie, žárovka, cívka drátu kolem kusu železa (žlutá) a vypínač. Cívka drátu je induktor. Pokud jste četli Jak fungují elektromagnety, také poznáte, že induktor je elektromagnet.
Pokud byste měli vyjmout induktor z tohoto obvodu, pak máte normální baterku. Zavřete vypínač 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 žárovce rozžhavilo). Drát v cívce má mnohem menší odpor (je to jen drát), takže to, co byste po zapnutí vypínače čekali, je, že žárovka bude svítit velmi slabě. Většina proudu by měla sledovat cestu s nízkým odporem přes smyčku. Místo toho se stane, že když zavřete spínač, žárovka jasně spálí a poté ztmavne. Když otevřete spínač, žárovka velmi jasně spálí a poté rychle zhasne.
Důvodem tohoto podivného chování je induktor. Když v cívce poprvé začne protékat proud, cívka chce vytvořit magnetické pole. Zatímco se pole buduje, cívka brání toku proudu. Jakmile je pole vybudováno, proud může normálně protékat drátem. Když se spínač otevře, magnetické pole kolem cívky udržuje proud v cívce, dokud pole nezkolabuje. Tento proud udržuje žárovku rozsvícenou po určitou dobu, i když je spínač otevřený.
kapacita induktoru je řízen dvěma faktory:
Vložení železa do jádra induktoru mu dává mnohem větší indukčnost než vzduch nebo jakékoli jiné nemagnetické jádro. Existují zařízení, která dokážou měřit indukčnost cívky, a standardní měrnou jednotkou je henry .
Takže... Řekněme, že vezmete cívku drátu o průměru asi 5 stop, obsahující pět nebo šest smyček drátu. Vyříznete několik drážek v silnici a umístíte cívku do drážek. K cívce připojíte měřič indukčnosti a uvidíte, jaká je indukčnost cívky. Nyní zaparkujete auto nad cívkou a znovu zkontrolujete 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 využívá smyčku stejným způsobem. Neustále testuje indukčnost smyčky na silnici, a když indukčnost stoupne, ví, že čeká auto!
Původně zveřejněno:1. dubna 2000
