Явления самоиндукции и взаимоиндукции

Рис. 10.4

Возьмем контур, по которому протекает ток I. Он создает в окружающем пространстве магнитное поле, линии которого пронизывают плоскость контура (рис.10.4). Возникающий при этом поток получил название магнитного потока самоиндукции Ф_S, так как сам ток индуцирует этот магнитный поток. Под явлением самоиндукции можно понимать возникновение магнитного

потока самоиндукции при протекании по цепи тока.В случае, когда контур содержит Nвитков, используется понятие потокосцепления ψ_S самоиндукции (ψ_S = NФ_S). Оказывается, что ψ_S и Iпрямо пропорциональны друг другу и поэтому можно записать

ψ_S = LI,

где коэффициент пропорциональности Lназывают индуктивностью контура. Он описывает способность контура создавать потокосцепление самоиндукции и равен отношению ψ_S и I:

Индуктивность контура зависит от геометрических размеров контура и от магнитных свойств среды.

Самоиндукцией называют также явление возникновения ЭДС индукции в том контуре, по которому протекает переменный ток. Возникающие при этом ЭДС индукции

ε_i и индуктивный ток I_I называют ЭДС самоиндукции ε_S и током самоиндукции I_S. Для них можно записать

. (10.6)

Из формулы (10.6) следует, что любое изменение тока в цепи тормозится, и тем сильнее, чем больше индуктивность цепи и меньше ее сопротивление.

Рис. 10.5

Пусть в пространстве находится два проводящих контура 1 и 2 (рис. 10.5). Если пропустить по контуру 1 ток I₁, то часть линий вектора магнитной индукции

, созданного током I₁ магнитного поля, будет пересекать плоскость второго контура. вследствие чего возникает потокосцепление ψ₂₁ взаимной индукции, которое прямо пропорционально силе тока I₁:

ψ₂₁ = L₂₁I₁. (10.7)

Если пропустить ток I₂ по второму контуру, то аналогичные рассуждения приведут к следующей формуле:

Ψ₁₂ = L₁₂I₂. (10.8)

Можно показать, что в случае неферромагнитной среды входящие в формулы (10.7) и (10.8) коэффициенты пропорциональности L₁₂ и L₂₁ будут одинаковыми, они получили название взаимной индуктивности контуров 1 и 2:

L₁₂ = L₂₁ = Ψ₁₂/I₂ = ψ₂₁/I₁. (10.9)

Взаимная индуктивность зависит от расположения контуров, их геометрии и магнитных свойств окружающей среды.

Явление взаимной индукции – это явление возникновения ЭДС индукции в одном контуре при протекании переменного тока в другом контуре. Используя закон Фарадея можно записать:

(10.10)

На явлении взаимной индукции основан принцип действия трансформаторов, применяемых для повышения или понижения напряжения переменного тока.

<39 40 414243 44 45 >

Дата добавления: 2015-08-08; просмотров: 964;