Взаимоиндукция. Ε2 = dB1 / dt = L1* dI1 / dt ;   E1 = dB2 / dt = L2* dI2 / dt. E2 = L1 * sin a *  dI1 / dt; если а = 900, то Е2 = 0; если а = 00, Е2 = max

Взаимоиндукция

Взаимной индукцией называется явление возбуждения ЭДС электромагнитной индукции в одной электрической цепи при изменении электрического тока в другой цепи или при изменении взаимного расположения этих двух цепей.

Рассмотрим два неподвижных контура 1 и 2, расположенных достаточно близко друг от друга. Пусть вблизи контуров не будет ферромагнетиков.

 При возрастании силы тока I₁ в контуре 1, в нем возникает магнитная индукция B₁, которая, проходя через контур 2, индуцирует в нем ЭДС Е₂, вследствие чего возникает индукционный ток I₂. Это и есть ЭДС взаимоиндукции.

Аналогично, если в контуре 2 возникает ток I₂, то в контуре 1 индуцируется ЭДС взаимной индукции Е₁.

Таким образом, можно записать:

Ε 2 = dB1 / dt = L1* dI1 / dt;          E1 = dB2 / dt = L2* dI2 / dt

Отсюда понятно, что если магнитный поток первого контура будет без потерь проходить через второй контур, то I₁ = I_2.   Что означает «без потерь»? Предположим, что вторую катушку мы слегка повернули по отношению к первой, и магнитный поток первой катушки  пересекает  вторую  под углом а. Тогда наведенная во второй катушке ЭДС равна

E2 = L1 * sin a *  dI1 / dt; если а = 900, то Е2 = 0; если а = 00,   Е2 = max

Это свойство используется при конструировании поворотных трансформаторов.

Теперь представим, что есть две катушки, и магнитный поток, образованный в одной из них, проходит через вторую. В витках второй катушки будет наводиться ЭДС.

Если учесть, что L= μ _{0 *} I _* N _* S / l, то эта ЭДС будет тем больше, чем большее количество витков содержит вторая катушка.

Впервые эта зависимость, лежащая в основе работы трансформаторов, была открыта в 1850 году немецким физиком Румкорфом.   На основе явления  взаимоиндукции  он создал высоковольтную  катушку, преобразующую постоянное напряжение в высоковольтное переменное, названную катушкой Румкорфа  и являющуюся праобразом катушки зажигания в автомобилях.

 

Схематичное изображение будущего  трансформатора   впервые   появилось  в 1831  году в  работах М. Фарадея, и Д. Генри.  Однако ни тот, ни другой не отмечали в своём приборе такого свойства трансформатора, как изменение напряжений и токов, то есть трансформирование переменного тока.

 

Дата рождения	15 января 1803
Место рождения	Ганновер
Дата смерти	20 декабря 1877 (74 года)
Место смерти	Париж
Страна	Вторая французская империя
Научная сфера	изобретатель, механик
Место работы	Париж
Известен как	создатель катушки Румкорфа
Награды и премии	премия Наполеона III в размере 50 тысяч франко

Генрих Даниэль Румкорф (нем. Heinrich Daniel Ruhmkorff) — немецкий изобретатель, механик, создатель устройства для получения импульсов высокого напряжения.

Приобрёл известность изобретением индукционного аппарата, ныне всюду употребляемого под именем катушки или спирали Румкорфа. Первую версию своей индукционной катушки запатентовал в 1851 году, и её успех был таков, что в 1858 году ему была присуждена премия Наполеона III в размере 50 тысяч франков, которая выдавалась за наиболее важные открытия в области применения электричества.

Здесь мы естественным образом переходим к следующему аспекту изучения свойств катушки индуктивности –трансформатору.

 

Трансформатор

Железный сердечник трансформатора, практически без потерь на рассеяние, передает магнитный поток катушки – источника (первичной, катушки возбуждения) на вторую катушку – приемник (вторичную), обеспечивая их индуктивную связь.

  При этом в идеальном трансформаторе ЭДС одного витка в первичной катушке равна ЭДС одного витка во вторичной катушке: ε _{i1 =} ε _i2

Поскольку ЭДС всех последовательно соединенных витков в катушке суммируются, то соотношение напряжений первичной и вторичной обмоток равно соотношению количества их витков:

U₁ / U₂ = N₁ / N₂

Если в магнитном потоке первичной обмотки окажется несколько вторичных обмоток, данное соотношение будет работать для каждой из них.

 

 

Теперь нужно ввести еще одно понятие, относящееся к взаимоиндукции: Ампер-виток.

Дело в том, что мощность, передаваемая посредством взаимоиндукции, пропорциональна величине магнитного потока сердечника Ф, а он, в свою очередь пропорционален произведению   N _* I. Вспомните формулу магнитного потока: Ф = μ _{0 *} μ _* N² _* S _* I / l = μ _{0 *} μ _* N _* n _* S _* I.

Отношение Ф₁/Ф₂ принимает вид N_{1 *} I ₁ / N_{2 *} I _2, имеющий большое практическое значение в расчете трансформаторов.

На этом мы завершаем изучение первой теоретической части темы:

 «Катушка индуктивности».

Внимательно читайте и отвечайте на контрольные вопросы лекции:

1. Какие выводы можно сделать по результатам опыта Эрстеда с магнитной стрелкой и проводником с током?
2. Что является причиной, вызывающей появление силы Лоренца, какое физическое явление объясняет проявление этой силы?
3. Как ведут себя проводники с током в опытах Ампера?
4. Чем вызвана направленность магнитных силовых линий?
5. В чем смысл явления самоиндукции?
6. Какое направление имеет ЭДС самоиндукции?
7. Что означает выражение «реактивное сопротивление»?
8. Что такое взаимоиндукция и как она возникает?
9. Как проявляется явление взаимоиндукции в работе трансформатора?

Помните? – Для правильного ответа на вопрос достаточно одной умной фразы! Желаю всем успехов!

 

⇐ Предыдущая1234567

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: