ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


При всякій зміні магнітного потоку через поверхню, натягнуту на замкнений провідний контур, у контурі виникає індукційний струм такого напряму, що його магнітне поле протидіє зміні магнітного потоку.

Оскільки у фізиці прийнято праву систему координат, напрям обходу контура при визначенні ℰi і напрям нормалі при визначенні магнітного потоку , зчепленого з контуром, мають бути узгодженими з правилом правого гвинта (свердлика): з кінця вектора обхід контура здається напрямленим проти руху годинникової стрілки.

У СІ коефіцієнт . Тоді математичний вираз закону Фарадея (основного закону електромагнітної індукції) можна подати у формі:

i , (5.92)

Знак „мінус” у правій частині рівняння (5.92) відповідає правилу Ленца.

Електрорушійна сила електромагнітної індукції в замкненому провідному контурі дорівнює за модулем і протилежна за знаком швидкості зміни магнітного потоку через поверхню, натягнуту на контур.

У системі одиниць СІ закон електромагнітної індукції використовують для встановлення одиниці магнітного потоку. Цю одиницю називають вебером (Вб).

В електротехніці вводять фізичну величину потокозчеплення. Якщо − потік через один виток, а − кількість витків, то . Тоді вираз (5.92) можна записати у вигляді:

i , (5.93)

Якщо електричний опір контура дорівнює , то індукційний струм:

. (5.94)

Оскільки , то

. (5.95)

За час, протягом якого потокозчеплення змінюється від до , переноситься заряд:

. (5.96)

Розгляньмо виникнення індукційних струмів у масивних провідниках. Опір цих провідників малий. Тому е.р.с. індукції, що збуджується в них, здатна створити вихрові струми дуже великої сили. Ці струми, які називаються струмами Фуко на честь французького фізика, який їх дослідив, можна використати для нагрівання провідників. На даному принципі ґрунтується конструкція індукційних електропечей. Особливо широко ці печі застосовують для плавлення металів у вакуумі, коли інші методи практично непридатні. Проте у багатьох поширених електротехнічних установках виникнення струмів Фуко призводить до марних втрат енергії на виділення тепла.

Явище самоіндукції

 

Самоіндукцією називають виникнення е.р.с. електромагнітної індукції в електричному ланцюгу внаслідок зміни в ньому електричного струму. Ця е.р.с. називається електрорушійною силою самоіндукції. Самоіндукція – окремий випадок електромагнітної індукції. Струм, що тече в провідному контурі, створює у просторі магнітне поле. Магнітний потік , що пронизує контур, прямо пропорційний струму:

. (5.97)

Індуктивністю (власною індуктивністю) замкненого контура називають скалярну величину , яка дорівнює відношенню магнітного потоку, що пронизує контур, до сили струму в контурі:

. (5.98)

Індуктивність контура, що перебуває у вакуумі, залежить тільки від його форми і розмірів.

Індуктивність соленоїда і тороїда:

, (5.99)

де n – кількість витків, що припадає на одиницю довжини (для тороїда – на одиницю довжини середньої лінії тороїда), − об’єм.

За одиницю індуктивності в СІ беруть генрі (Гн).

Е.р.с. самоіндукції контура:

с , (5.100)

Якщо середовище не є феромагнітним і контур не деформується, індуктивність лишається незмінною при зміні сили струму зі спливанням часу. Тоді

с , (5.101)

Явище самоіндукції подібне до явища інерції в механіці. Так, наявність інерції призводить до того, що під дією сили тіло не миттєво набуває певної швидкості, а поступово. Тіло не можна миттєво загальмувати, якою б великою не була гальмівна сила. Точно так само за рахунок самоіндукції при замиканні ланцюга струм не відразу набуває певного значення, а наростає поступово. Розмикаючи ланцюг, ми не знищуємо струм зразу. Внаслідок самоіндукції струм підтримується деякий час, незважаючи на наявність опору ланцюга. Індуктивність контура є мірою його інертності по відношенню до зміни сили струму.

У феромагнітному середовищі індуктивність контура змінюється. Однак у цьому випадку е.р.с. самоіндукції можна записати в аналогічній формі:

с (5.102)

де − динамічна індуктивність контура, − потокозчеплення самоіндукції контура.

Явище самоіндукції можна спостерігати на простих дослідах. На рис. 5.35 показано схему паралельного вмикання двох однакових лампочок. Одна з них (Л2) безпосередньо підключена до джерела, а друга (Л1) − послідовно з котушкою індуктивністю . Опори резисторів . Лампочка Л2 спалахує практично відразу після замикання ключа К, а лампочка Л1 − з помітним запізненням. Е.р.с. самоіндукції в ланцюгу цієї лампочки велика, і струм не зразу досягає свого максимального значення. Зростання струму відбувається тим швидше, чим більшим є відношення , тобто чим більшим є і меншим є (див. рис. 5.34).

Загасання струму відбувається тим швидше, чим більшим є відношення , тобто чим більшим є і меншим є (див. рис. 5.36).

 

 

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти