Es gibt etwas Exotisches an den Ampeln, die „wissen“, dass Sie da sind – in dem Moment, in dem Sie hochfahren, ändern sie sich! Wie erkennen sie Ihre Anwesenheit?

Einige Leuchten haben keine Detektoren. Zum Beispiel kann in einer großen Stadt die Ampel einfach auf Timer arbeiten – egal zu welcher Tageszeit es ist, es wird viel Verkehr geben. In den Vororten und auf Landstraßen sind Detektoren jedoch üblich. Sie können erkennen, wenn ein Auto an einer Kreuzung ankommt, wenn zu viele Autos an einer Kreuzung gestapelt sind (um die Länge des Lichts zu steuern) oder wenn Autos eine Abbiegespur betreten haben (um das Pfeillicht zu aktivieren).

Es gibt alle Arten von Technologien zur Erkennung von Autos – alles von Lasern bis zu mit Luft gefüllten Gummischläuchen! Die mit Abstand gebräuchlichste Technik ist die Induktionsschleife. Eine induktive Schleife ist einfach eine Drahtspule, die in die Straßenoberfläche eingebettet ist. Um die Schleife zu installieren, legen sie den Asphalt und kommen dann zurück und schneiden mit einer Säge eine Nut in den Asphalt. Der Draht wird in die Nut gelegt und mit einer gummiartigen Verbindung versiegelt. Sie können diese großen rechteckigen Schleifen oft in den Bürgersteig schneiden sehen, weil die Verbindung offensichtlich ist.

Induktionsschleifen erkennen eine Änderung der Induktivität. Um den Prozess zu verstehen, schauen wir uns zuerst an, was Induktivität ist. Die Abbildung auf dieser Seite ist hilfreich.

Was Sie hier sehen, ist eine Batterie, eine Glühbirne, eine Drahtspule um ein Stück Eisen (gelb) und ein Schalter. Die Drahtspule ist eine Induktivität. Wenn Sie gelesen haben, wie Elektromagnete funktionieren, werden Sie auch erkennen, dass der Induktor ein Elektromagnet ist.

Wenn Sie die Induktivität aus diesem Stromkreis herausnehmen, haben Sie eine normale Taschenlampe. Sie schließen den Schalter und die Lampe leuchtet auf. Mit der Induktivität in der Schaltung, wie gezeigt, ist das Verhalten völlig anders. Die Glühbirne ist ein Widerstand (der Widerstand erzeugt Wärme, um das Filament in der Glühbirne zum Leuchten zu bringen). Der Draht in der Spule hat einen viel geringeren Widerstand (es ist nur Draht), was Sie also erwarten würden, wenn Sie den Schalter einschalten, ist, dass die Glühbirne sehr schwach leuchtet. Der größte Teil des Stroms sollte dem niederohmigen Pfad durch die Schleife folgen. Was stattdessen passiert, ist, dass die Glühbirne beim Schließen des Schalters hell brennt und dann dunkler wird. Wenn Sie den Schalter öffnen, brennt die Glühbirne sehr hell und erlischt dann schnell.

Der Grund für dieses seltsame Verhalten ist der Induktor. Wenn in der Spule zum ersten Mal Strom fließt, möchte die Spule ein Magnetfeld aufbauen. Während sich das Feld aufbaut, hemmt die Spule den Stromfluss. Sobald das Feld aufgebaut ist, kann der Strom normal durch den Draht fließen. Wenn der Schalter geöffnet wird, hält das Magnetfeld um die Spule Strom in der Spule fließt, bis das Feld zusammenbricht. Dieser strom hält die Lampe leuchtet für einen zeitraum von zeit, obwohl der schalter geöffnet ist.

Die Kapazität einer Induktivität wird durch zwei Faktoren gesteuert:

Wenn Sie Eisen in den Kern einer Induktivität geben, erhält diese viel mehr Induktivität als Luft oder ein anderer nicht magnetischer Kern. Es gibt Geräte, die die Induktivität einer Spule messen können, und die Standardmaßeinheit ist Henry.

Also… Nehmen wir an, Sie nehmen eine Drahtspule mit einem Durchmesser von vielleicht 5 Fuß, die fünf oder sechs Drahtschleifen enthält. Sie schneiden einige Rillen in eine Straße und legen die Spule in die Rillen. Sie befestigen ein Induktivitätsmessgerät an der Spule und sehen, wie hoch die Induktivität der Spule ist. Nun parkt man ein Auto über der Spule und überprüft die Induktivität erneut. Die Induktivität wird aufgrund des großen Stahlobjekts, das im Magnetfeld der Schleife positioniert ist, viel größer sein. Das über der Spule geparkte Auto verhält sich wie der Kern der Induktivität, und seine Anwesenheit verändert die Induktivität der Spule.

Ein Ampelsensor verwendet die Schleife auf die gleiche Weise. Es ständig tests die induktivität der schleife in die straße, und wenn die induktivität steigt, es weiß, es ist ein auto warten!