Занятие 30   Самоиндукция

а) Явление самоиндукции.

 

 

Рис.30.1. Схема опыта.

 

 

При замыкании выключателя Кл в цепи с катушкой и лампочкой возникнет электрический ток, однако лампочка загорается не сразу после замыкания контактов выключателя. Это запаздывание загорания лампочки объясняется явлением самоиндукции при протекании электрического тока по виткам катушки.    

С появлением тока вокруг проводника возникает маг­нитное поле, индукционные линии которого пересекают витки катушки и индуктируют в них ЭДС.

Эта ЭДС называется ЭДС самоиндукции.

Так как всякая индуктированная ЭДС направлена против причи­ны, ее вызвавшей, а этой причиной будет ЭДС источника, то ЭДС самоиндукции будет направлена против ЭДС источника.

  Таким образом, ток устанавливается в цепи не сразу. Толь­ко когда магнитный поток установится, пересечение проводни­ка магнитными линиями прекратится и ЭДС самоиндукции ис­чезнет. Тогда в цепи будет протекать постоянный ток.

Рис. 30.2. График нарастания тока в цепи с учетом э. д. с. самоиндукции

б) Индуктивность цепи.

 

При размыкании цепей, содержащих большое количество витков и массивные стальные сердечники или, как говорят, об­ладающих большой индуктивностью, ЭДС самоиндукции мо­жет быть во много раз больше ЭДС источника напряжения.

 Следует учитывать, что ЭДС самоиндукции проявляет себя не только в моменты включения и выключения цепи, но также и при всяких изменениях тока.

Величина ЭДС самоиндукции зависит от скорости измене­ния тока в цепи и определяется выражением:

 

Где: – скорость изменения тока в цепи, А/с.

   L – коэффициент пропорциональности, называемый индуктивностью, Гн (генри)

 

1 генри = 10³ миллигенри (мГн) = 10⁶ микрогенри (мкГн ).

 

Знак "-" говорит о том, что эдс самоиндукции всегда направлена встречно эдс источника основного тока.

 

Величина ЭДС самоиндук­ции зависит от индуктив­ности самой цепи. Цепями с боль­шой индуктивностью являются обмотки генераторов, электродви­гателей, трансформаторов и ин­дукционных катушек, обладаю­щих стальными сердечниками.

 

 Меньшей индуктивностью обла­дают прямолинейные провод­ники. Короткие прямолинейные проводники, лампы накаливания и электронагревательные приборы (печи, плитки) индуктивностью практически не обладают и появления ЭДС самоиндук­ции в них почти не наблюдается.

 

 

Занятие 31 Взаимоиндукция

а) Явление взаимоиндукции.

 

 

Рис.31.1. Магнитосвязанные катушки

 

Если по одной из двух магнитносвязанных катушек (см. рис.29.1.) пропустить переменный ток, то на концах обмотки второй катушки появится электродвижущая сила.

 Это явление называется взаимоиндукцией.

Величина эдс взаимоиндукции зависит от параметров обеих катушек, а также от параметров магнитной среды между катушками.

Эта магнитная взаимосвязь выражается коэффициентом магнитной взаимосвязи М.

Предположим, что изменяется ток i ₁ в первой катушке. ЭДС взаимоиндукции е₂ во второй катушке пропорциональна скорости изменения этого тока:

 

 

Аналогично, при изменении тока i ₂ ЭДС взаимоиндукции

 

В том и другом случае коэффициентом пропорциональности является взаимоиндуктивность системы М.

 

Знак "-" в применении к такой системе указывает на то, что изменение тока в одной катушка встречает противодействие со стороны другой катушки.