Электромагнитная индукция, самоиндукция и взаимная индукция

В проводнике, пересекающем магнитное поле, индуцируется ЭДС электромагнитной индукции.

Явление наведения ЭДС в проводнике, пересекающем магнитное поле, называется электромагнитной индукцией. Направление ЭДС в проводнике определяется правилом правой руки.

Величина ЭДС определяется выражением:

E=BVℓ Sin α

где: В - индукция магнитного поля;

V - скорость пересечения проводником магнитного поля;

ℓ - длина проводника;

α - угол, под которым проводник пересекает поле.

Если магнитное поле с направленной скоростью пересекает замкнутый контур, то ЭДС электромагнитной индукции в этом контуре определяется по закону электромагнитной индукции.

т.е. ЭДС электромагнитной индукции в замкнутом контуре равна скорости изменения магнитного потока, сцепленного с этим контуром, с отрицательным знаком. Знак “-“ отражает правило Ленца.

ЭДС электромагнитной индукции возникает только при изменении магнитного потока. Если переменный магнитный поток пронизывает катушку с числом витков W, то индуктивная ЭДС.

Произведение ф * = - называется потокосцеплением, и тогда

т.е. ЭДС электромагнитной индукции в катушке равна скорости изменения потокосцепления со знаком “-“.

Если по катушке пропустить ток I, то созданный током магнитный поток ф вкатушке пропорционален току, т.е. ф=I

Следовательно, ψ = фw =I.

Из этого возникает, что для каждой катушки отношение ψ / _I – величина постоянная.

Это отношение обозначается буквой L и называется индуктивностью, т.е.

Индуктивность кольцевой катушки

где: ф т.е.

индуктивность катушки пропорциональна квадрату числа витков этой катушки и зависит от габаритов и материала сердечника катушки.

Если по катушке с индуктивностью L пропустить переменный ток (рис. 3.2.1) то он создает в катушке переменный поток, который пронизывает витки катушки и индуктирует в них ЭДС самоиндукции ℓi

i

U L

 

Рис. 3.2.1

Явление наведения ЭДС самоиндукции в проводнике, контуре или катушке, вызванное изменением тока, называют – Явление самоиндукции, ЭДС самоиндукции пропорциональна скорости изменения тока в этом проводнике, контуре или катушке со знаком “-“.

Если две или несколько катушек расположены так, что магнитный ток одной из них пронизывает витки остальных, то такие катушки называются магнито-связанными. Для двух магнито-связанных катушек отношение

 

Величина постоянная и называется взаимной индуктивностью. ЭДС взаимной индукции

Зависимость между коэффициентом взаимной индукции индуктивностями катушек

где: К – коэффициент магнитной связи между катушками, зависит от взаимного расположения катушек.

Он показывает, какая часть созданного потока пронизывает одновременно обе магнито-связанные катушки. Коэффициент связи может изменяться от нуля до единицы.

При отсутствии рассеяния магнитного потока К=0, при отсутствии магнитной связи К=0.

Индуктивно-связанные катушки могут быть включены согласно или встречно согласными включением называется такое, при котором намотка катушек выполнена так, что магнитные потоки катушек имеют одинаковое направление. При встречном последовательном включении первичной и вторичной противоположно. При последовательном включении магнитные потоки катушек направлены противоположно. При последовательном включении первичной и вторичной катушек при согласном включении общая индуктивность этих катушек определяется

, а при встречном включении

Вопросы для самопроверки

1. Что называется электромагнитной индукцией?

2. Что называется самоиндукцией?

3. Как определяется ЭДС самоиндукции?

4. Что называется взаимоиндукцией?

5. От чего зависит коэффициент магнитной связи и в каких пределах R_н изменится?

6. Какое включение катушек называется согласованным, а какое – встречным?