交通燈怎樣由紅燈變綠燈?(上)

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【大紀元2023年08月02日訊】(大紀元記者玉山編譯報導)你曾經經歷過這些事情嗎?你把車停在紅色交通燈前,幾秒鐘後它就變成了綠色!似乎它知道你在等待綠燈。是的,交通燈確實知道你在等待綠燈。可是它是如何檢測到你的存在的?也或者許你有過相反的經歷:你在紅燈前等了很長一段時間,紅燈並沒有變綠。

這是因爲有些交通燈並沒有探測器。例如在大城市,交通信號燈可能只是通過定時器運行——無論一天中的什麼時間,都會根據已經設定的程序變換信號,因爲城市道路上永遠都有不停的車流。然而,在郊區和鄉村道路上,裝有探測器的交通燈很常見。它們可以檢測汽車何時到達十字路口、十字路口處有多少汽車在等待信號,以控制信號燈的變換從而儘量減少人們等待時間,或汽車何時進入轉彎車道,以激活轉彎的箭頭燈。

交通燈通常使用安裝在燈本身上的數字傳感器或通過嵌入道路表面的感應環來檢測車輛。這兩種方法都可以讓交通系統密切關注交叉路口停下來的車輛,幫助交通順暢流動。然而,這兩種探測器的工作方式非常不同。

嵌入路面的電感迴路系統

為了安裝感應迴路,工人們先鋪設瀝青,然後回來用鋸子在瀝青上切出一個凹槽。將電線放置在凹槽中並用橡膠化合物密封。你經常可以在交叉口的路面上看到這些大的矩形環路,因為它們非常明顯。

電感環路通過檢測電感的變化來工作。為了理解這個過程,我們首先來看看什麼是電感。

一個小小的電感回路實驗回路通常由一個電池、一個燈泡、一塊鐵(黃色)周圍的一圈電線和一個開關。線圈就是電感器,電感器和燈泡是并聯鏈接。電感器的作用就是電磁鐵。

如果你把這個電路中的電感器去掉,那麼你就得到了一個普通的電路,上面連有一個東燈泡。關閉開關,燈泡亮起。如果電路中有了電感器,其行為完全不同。燈泡是一個電阻(電阻產生熱量使燈泡中的燈絲發光)。線圈中的電線的電阻要低得多(它只是電線),因此當你關閉開關後,燈泡會發出非常暗淡的光,因爲大部分電流都沿著低電阻路徑的綫圈,也就是電感器流走。相反,當你關閉開關時,燈泡會比較明亮,然後變暗。當你打開開關時,燈泡會非常明亮地點亮,然後很快就熄滅了。

這種奇怪行為的原因是電感器。當電流首先開始在線圈中流動時,線圈開始建立磁場,此時有比較大的電阻,因此通過燈泡的電流就比較多。當電感器在建立磁場時,線圈會抑制電流的流動。一旦建立了磁場,電流就可以正常流過電線,電感器的電阻降低,更多的電流流過電感器,因此燈泡變暗。當開關打開時,線圈周圍的磁場會在綫路中產生電流,並流過燈泡直到磁場消失。因此打開開關,電感器產生的電流能使燈泡保持點亮一段時間。(下週續)◇

責任編輯:鍾義雲

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