det finns något exotiskt med trafikljusen som ” vet ” att du är där – i det ögonblick du drar upp ändras de! Hur upptäcker de din närvaro?

vissa lampor har inte någon form av detektorer. Till exempel i en stor stad kan trafikljusen helt enkelt fungera på timers-oavsett vilken tid på dagen det är, det kommer att bli mycket trafik. I förorterna och på landsvägar är dock detektorer vanliga. De kan upptäcka när en bil anländer till en korsning, när för många bilar staplas upp vid en korsning (för att styra ljusets längd) eller när bilar har gått in i en svängfält (för att aktivera pilljuset).

det finns alla typer av tekniker för att upptäcka bilar-allt från lasrar till gummislangar fyllda med luft! Den överlägset vanligaste tekniken är den induktiva slingan. En induktiv slinga är helt enkelt en trådspole 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 gummiaktig förening. Du kan ofta se dessa stora rektangulära slingor skära i trottoaren eftersom föreningen är uppenbar.

induktiva slingor fungerar genom att detektera en förändring av induktans. För att förstå processen, låt oss först titta på vad induktans är. Illustrationen på denna sida är till hjälp.

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 känna igen att induktorn är en elektromagnet.

Om du skulle ta induktorn ur denna krets, så har du en vanlig ficklampa. Du stänger strömbrytaren och lampan tänds. Med induktorn i kretsen som visas är beteendet helt annorlunda. Glödlampan är ett motstånd (motståndet skapar värme för att glödtråden i glödlampan lyser). Tråden i spolen har mycket lägre motstånd (det är bara tråd), så vad du kan förvänta dig när du slår på strömbrytaren är att glödlampan lyser mycket svagt. Det mesta av strömmen bör följa lågmotståndsbanan genom slingan. Vad som händer istället är att när du stänger strömbrytaren brinner lampan starkt och blir sedan dimmer. När du öppnar strömbrytaren brinner lampan mycket ljust och går 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 byggs hämmar spolen strömflödet. När fältet är byggt kan strömmen strömma normalt genom ledningen. När omkopplaren öppnas håller magnetfältet runt spolen strömmen i spolen tills fältet kollapsar. Denna ström håller lampan tänd under en tidsperiod även om strömbrytaren är öppen.

kapaciteten hos en induktor styrs av två faktorer:

att sätta järn i kärnan av en induktor 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 standardenheten är henry.

så… Låt oss säga att du tar en trådspole kanske 5 fot i diameter, innehållande fem eller sex slingor av tråd. Du skär några spår i en väg och placera 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 stålobjektet placerat i slingans magnetfält. Bilen parkerad över spolen fungerar som induktorns kärna, och dess närvaro ändrar spolens induktans.

en trafikljussensor använder slingan på samma sätt. Det testar ständigt induktansen hos slingan på vägen, och när induktansen stiger vet den att det finns en bil som väntar!