¿Cómo detecta un semáforo que un automóvil se ha detenido y está esperando que cambie el semáforo?

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Galería de imágenes: Pilas

-Hay algo exótico en los semáforos que "saben" que estás allí: ¡en el instante en que te detienes, cambian! ¿Cómo detectan tu presencia??

Algunas luces no tienen ningún tipo de detector. Por ejemplo, en una ciudad grande, los semáforos pueden simplemente funcionar con temporizadores; no importa qué hora del día sea, habrá mucho tráfico. En los suburbios y en las carreteras rurales, sin embargo, los detectores son comunes. Pueden detectar cuando un automóvil llega a una intersección, cuando hay demasiados automóviles apilados en una intersección (para controlar la longitud de la luz) o cuando los automóviles han entrado en un carril de giro (para activar la luz de la flecha)..

Hay todo tipo de tecnologías para detectar automóviles, desde láseres hasta mangueras de goma llenas de aire. Con mucho, la técnica más común es la bucle inductivo. Un bucle inductivo es simplemente una bobina de cable incrustada en la superficie de la carretera. Para instalar el bucle, colocan el asfalto y luego regresan y cortan una ranura en el asfalto con una sierra. El cable se coloca en la ranura y se sella con un compuesto gomoso. A menudo puede ver estos grandes bucles rectangulares cortados en el pavimento porque el compuesto es obvio.

Los bucles inductivos funcionan detectando un cambio de inductancia. Para comprender el proceso, veamos primero qué es la inductancia. La ilustración de esta página es útil.

Lo que ves aquí es una batería, una bombilla, una bobina de alambre alrededor de un trozo de hierro (amarillo) y un interruptor. La bobina de alambre es un inductor. Si ha leído Cómo funcionan los electroimanes, también reconocerá que el inductor es un electroimán..

Si tuviera que sacar el inductor de este circuito, entonces lo que tiene es una linterna normal. Cierras el interruptor y la bombilla se enciende. Con el inductor en el circuito como se muestra, el comportamiento es completamente diferente. La bombilla es una resistencia (la resistencia crea calor para hacer que el filamento de la bombilla brille). El cable de la bobina tiene una resistencia mucho menor (es solo un cable), por lo que lo que esperaría cuando encienda el interruptor es que la bombilla brille muy débilmente. La mayor parte de la corriente debe seguir la ruta de baja resistencia a través del bucle. Lo que sucede en cambio es que cuando cierra el interruptor, la bombilla se enciende intensamente y luego se atenúa. Cuando abres el interruptor, la bombilla arde muy intensamente y luego se apaga rápidamente.

La razón de este extraño comportamiento es el inductor. Cuando la corriente comienza a fluir por la bobina, la bobina quiere crear un campo magnético. Mientras se construye el campo, la bobina inhibe el flujo de corriente. Una vez que se construye el campo, la corriente puede fluir normalmente a través del cable. Cuando se abre el interruptor, el campo magnético alrededor de la bobina mantiene la corriente fluyendo en la bobina hasta que el campo colapsa. Esta corriente mantiene la bombilla encendida durante un período de tiempo aunque el interruptor esté abierto.

los capacidad de un inductor está controlado por dos factores:

  • El número de bobinas
  • El material alrededor del cual se envuelven las bobinas (el núcleo)

Poner hierro en el núcleo de un inductor le da mucha más inductancia que el aire o cualquier otro núcleo no magnético. Hay dispositivos que pueden medir la inductancia de una bobina, y la unidad de medida estándar es la Enrique.

Entonces ... Digamos que toma una bobina de alambre de quizás 5 pies de diámetro, que contiene cinco o seis vueltas de alambre. Corta algunas ranuras en una carretera y coloca la bobina en las ranuras. Conecta un medidor de inductancia a la bobina y observa cuál es la inductancia de la bobina. Ahora estaciona un coche sobre la bobina y vuelve a comprobar la inductancia. La inductancia será mucho mayor debido al gran objeto de acero colocado en el campo magnético del bucle. El automóvil estacionado sobre la bobina actúa como el núcleo del inductor, y su presencia cambia la inductancia de la bobina..

Un sensor de semáforo utiliza el bucle de la misma manera. Constantemente prueba la inductancia del bucle en la carretera, y cuando la inductancia aumenta, sabe que hay un automóvil esperando.!

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