Явление самоиндукции. Индуктивность

       Если пропустить по катушке переменный ток i, то ее витки будут пронизываться переменными магнитными потоками самоиндукции Φ_L. При этом вся катушка будет пронизана суммой потоков самоиндукции или потокосцеплением самоиндукции

здесь ω – количество витков катушки. В случае, если магнитная проницаемость среды неизменна, потокосцепление самоиндукции пропорционально току, его создающему. Коэффициент пропорциональности является основным параметром катушки и называется индуктивностью (L)

Единицей измерения индуктивности является Генри (1Гн=1Вб/1А).

При прохождении переменного тока по катушке изменяется потокосцепление и возникает ЭДС самоиндукции, пропорциональная скорости изменения тока в катушке и препятствующая его изменению (знак «-»)

       Таким образом, явление самоиндукции – это возникновение ЭДС в контуре (катушке) при изменении проходящего по нему тока.

Явление взаимной индукции. Взаимная индуктивность

       Если расположить две катушки рядом друг с другом и пропустить по одной из них переменный ток, то часть магнитных линий будет пронизывать витки второй катушки, и в этой катушке возникнет ЭДС. Явление, при котором ЭДС в одном контуре возникает при изменении силы тока в другом, называется явлением взаимной индукции.

ЭДС взаимной индукции можно определить по формуле:

Здесь М – взаимная индуктивность двух катушек. Она выражается в тех же единицах, что и индуктивность (Гн) и связана с индуктивностями катушек формулой:

где L₁ и L₂ – индуктивности катушек, а k – коэффициент связи, характеризующий степень магнитной связи двух катушек.

Тема 1.4. Электрические цепи переменного тока

Основные понятия о переменном токе

       Переменным называется ток, величина и направление которого изменяются с течением времени по периодическому закону.

       Если между полюсами магнита поместить рамку и начать ее вращать с определенной частотой, то магнитный поток, пронизывающий рамку, будет изменяться, и в рамке возникнет ЭДС, изменяющаяся по синусоидальному закону. Ток, идущий по рамке можно описать следующей функцией:

График переменного тока (волновая диаграмма) изображен на рис. 1.4.1.

Для количественной характеристики переменных величин (тока, напряжения, ЭДС) служат следующие параметры:

1. Мгновенные значения – значения переменных величин в любой момент времени.

2. Амплитудные значения (I_m, U_m, E_m) - максимальные значения величин.

3. Период (Т) – временной промежуток, в течение которого величина совершает полное колебание. Период измеряется в секундах.

4. Угловая частота (ω), характеризующая скорость вращения рамки в магнитном поле. Угловая частота измеряется в радианах, деленных на секунду (рад/с).

5. Частота (f) – это величина, обратная периоду. . Единицей измерения частоты является Герц (1Гц=1/с). Промышленной частотой в нашей стране является частота 50 Гц.

6. Действующие значения переменного тока, напряжения, ЭДС (I, U, E) – это те значения, которые показывают измерительные приборы в цепях переменного тока. Действующее значение переменного тока равно такому значению постоянного тока, которое за время, равное периоду, выделяет на данном сопротивлении одинаковое количество теплоты с переменным током. Связь действующих значений с амплитудными можно выразить следующими соотношениями: