Феноменът на самостоятелно индуктивност на 1

В експерименти Фарадей индуциране на ток в бобината резултат на промени на външно магнитно поле. Американската физик Dzhozef Genri през 1832, за първи път е наблюдавана поява на индуцирания ток, когато токът в самата спирала. По-късно е наречен феномена на самоиндукция.

Самостоятелно индукция - явление на възникване на EMF индукция в проводимия верига чрез промяна го ток. бримкови свойства имат повече или по-малко изразено явление на самостоятелно индуктивност се характеризира с физическо количество нарича коефициент на самостоятелно индуктивност или индуктивност.

Разглежда всеки затворен контур носещ ток I и като N завои. По закон, Био # 8209; # 8209 Savar; Лаплас индукция B е пропорционална на ток. Тъй като поток е magitny. и поток връзка # 8209; , Ето защо.

Представяме ви някои коефициент на пропорционалност запис L.

Коефициентът на пропорционалност между силата на L ток и поток връзка Y, наречен индуктивност верига.

На единица индуктивност в SI се приема като индуктивност верига, която е връзката на потока на ток от 1 А е 1 Wb (Weber). Това устройство се нарича Хенри.

Индуктивност зависи само от геометричните размери и контура на магнитните свойства на средата, заобикаляща линия.

Намираме дълъг соленоид индуктивност въз основа на факта, че магнитната индукция вътре в соленоида:

след равна на връзката поток и следователно

при което - магнитната проницаемост на веществото вътре соленоида; - броят на намотка превръща; , , - напречното сечение, дължината и обема на соленоид; - броят на намотка превръща единица дължина.

Заместител (3.61) в уравнението на закона на електромагнитно лъчение (3.59), а след това да се получи самостоятелно индукция електродвижеща сила

където - индуктивност на веригата; - токът във веригата.

Ако индуктивността на веригата не се променя с времето, самостоятелно предизвикан ЕВФ

Тази формула показва, че по-голяма индуктивност на веригата, по-самостоятелно индукция електродвижещата сила се случва, когато токът във веригата, т.е.. Е. голям веригата предотвратява ток промяна в него. Следователно, можем да предположим, че индуктивността на веригата е мярка за неговата инертност по отношение на текущата промяна.

От това следва, че необходимостта да се използват големи индуктивни проводници (дросели) за текущия стабилизиране.

Един пример на феномена на самоиндукция са extracurrents отваряне и затваряне. Според Ленц индукционни правило токове, възникващи във веригата, са насочени така, че да се предотврати промяна в тока, протичащ във веригата. Това води до факта, че когато сегашната обстановка затварянето схема и при отваряне на текущата разпад не се случва мигновено, но постепенно (фиг. 3.30).

Може да се покаже, че зависимостта на тока спрямо времето след отваряне на веригата, съдържаща индуктивност се определя от формулата:

Времевата зависимост от ток при късо съединение в една верига, съдържаща индуктивност:

къде - на ток в началния момент от време; - електромагнитни полета; - устойчивост klntura; - индуктивност на веригата.

Фиг. 3.30 явление индуктивност, когато токът е изключен и

Друг специален случай на електромагнитната индукция е взаимна индукция. Взаимно индукция повикване индукция вид ток в затворен контур (бобина) на текущата промяна в съседната линия (намотка). Контурите по този начин неподвижно един спрямо друг, като трансформаторни намотки.

Разгледаме две линии (фиг. 3.31). Нека тока в първичната верига е равна на I1. След F - магнитен поток, генериран от този ток.

Фиг. 3.31 Външният вид на взаимното индукция

Нека Y21 - част от F на потока, който прониква кръг 2 очевидно Y21 е пропорционална на I1

където L21 - на взаимна индукция (взаимно индуктивност фактор) вериги.

Най-важното е факта, че L21 зависи само от геометричната форма, размер и разположение на вериги, както и магнитната проницаемост на средата, в която те са разположени.

Ако промените I1 ще се промени Y21. и, следователно, на втория кръг, на електродвижещата сила самостоятелно индукция ще бъде индуциран е2.

Ако размера и позицията на веригата остават непроменени, след L21 = конст, и

Можете да направите и обратното. Промяна на ток във втората верига, а след това първите ще бъдат предизвикана от себе си, предизвикана EMF

където L12 - взаимно индукция коефициент схема 1 и схема 2. Може да бъде показано, че L21 = L12.

Взаимно индуктивност на двете вериги има същия размер, както е измерено в същите единици като индуктивност.

На принципа трансформатор действие взаимно индукция явление основава. представляващ две намотки навити на обща основа (обикновено, желязо) (Фиг. 3,32).

Фиг. 3.32 трансформатор

Нека намотка 1 I1 тече променлив ток. Това създава променливо магнитно поле с индукция В1.

където L - дължина на сърцевината.

Второ намотка ще проникне поток

Сравняване на формули (3.70) и (3.65) получаваме за коефициент експресията взаимното индукция

Подобни аргументи позволяват да се изчисли коефициентът на взаимна индукция:

Трябва да се отбележи, че в този случай не можем да твърдим, че L12 = L21. Всъщност, т фактор в експресията на L12 и L21 коефициентите. Това зависи от магнитното поле в ядрото. Ако N1 ≠ N2. чрез преминаване на същия ток веднъж от първи и втори път от втора намотка сърцевината са поле Н. Съответно различна интензивност стойности m и в двата случая ще бъде различен, така че когато I1 = I2 числени стойности L12 и L21 не съвпадат.

Това обстоятелство определя основната техническа прилагането на трансформатора като устройство за увеличаване или намаляване на напрежението. Промяната в напрежението се определя от съотношението на трансформация. Тази стойност е равна на съотношението на стрес в първичната и вторичната намотка на трансформатора:

Първичната намотка се нарича, в която се генерира променлив ток, получен от генератора; в вторичната намотка AC на среща само заради взаимната индукция явлението.

магнитно поле на енергия

Да разгледаме затворена верига, състояща се от източник на ток, и съпротивлението на соленоида (фиг. 3.33). Ние затворите соленоид L на батерията, има установен ток I в соленоида и магнитното поле ще възникнат. Превключване превключвател 2. След съпротивление R на самостоятелно индукция настоящите потоци. Работата, извършена от този ток по време на DT време:

Работата, извършена през цялото време, през което понижаването на тока (и магнитното поле) ще бъде:

Тази работа е да се увеличи вътрешната енергия на проводниците, т. Е. В им нагряване. Предоставянето на тази работа, придружено от изчезването на магнитното поле, което съществува в соленоида. Тъй като няма други промени в органите околните електрическата верига не се случи, се стига до заключението, че магнитното поле е носител на енергия, поради което работата се извършва А. Така проводник с индуктивност L, през които протича ток имат енергии I.

който е локализиран в тока на възбуждане магнитно поле.

Сега ние изразяваме енергията на магнитното поле през количествата, характеризиращи самата област. Известно е, че в продължение на един безкраен соленоид валиден

Чрез заместване L и I в уравнение (3.71), за да се получи енергия W

Преди това е показано, че магнитното поле на безкраен соленоид е еднакъв и се концентрира във вътрешността на соленоида. Разделяне от обема на W на соленоид, получаване насипно магнитно поле енергийна плътност е локализиран в рамките на обема на изотропна среда nonferromagnetic

Ако магнитното поле не е еднакъв, плътността на тока е по-голяма, когато вече и H. Енергия W затворена в обем V в случай на нехомогенни магнитно поле може да бъде изчислена по формулата

магнитно поле на енергия от двете схеми с токове

къде - на взаимна индукция.

Магнитното поле на въпрос

Вещество, което може да повлияе на магнитното поле се нарича магнитна. Магнитен материал в магнитното поле се намагнитва. В това състояние, той създава допълнително поле индукция. който се добавя към индуциране на външно магнитно поле. В резултат на магнитното поле се увеличава в този материал в сравнение с вакуум в областта на индукция:

Трябва да се отбележи, че при средна средна видим с просто око поле като истинския микроскопичен областта в магнит е много варира от точка до точка.

Магнитните свойства на материала се определя от кръгови молекулни токове в този материал. Всеки такъв кръгов ток, подобен на макроскопско тока в намотката и се характеризира със своята собствена магнитен момент. Обикновено, кръгъл магнит молекулни токове са произволно ориентирани и под въздействието на външно магнитно поле ориентирани по определен начин, което води до намагнитването.

Способността на магнит за хипнотизирам намагнитването характеризира с вектор. числова стойност, която е равна на магнитния момент на единица обем на магнита.

Магнитно поле вектор във вакуум, свързани с вектора на магнитната индукция, както следва:

В вещество благодарение на намагнитване на вектора на магнитната индукция се различава от магнитната индукция във вакуум:

Опитът показва, че в много магнити е пропорционална на намагнитване вектора на магнитното поле:

безразмерна коефициент на пропорционалност век се нарича магнитна възприемчивост на дадено вещество и за различните вещества имат различни стойности. Магнитното податливостта на вещество е числено равно на модула на вектора на намагнитване в един магнитно поле. Заместването (3.76) в (3.75) за да се получи

От друга страна, в системата SI. където m # 8209; относителната проницаемост на средата. следователно

За разлика от диелектричен чувствителност, което е винаги по-голям от един и винаги е положителен, магнитна възприемчивост в може да бъде както положителна и отрицателна. Следователно, m може да бъде по-голяма от един и по-малко от един.

В зависимост от големината и знака на магнитна възприемчивост на всички материали (магнити) се разделят на три групи:

1. диамагнитно. Те имат магнитна възприемчивост е отрицателен (в<0) и мала по абсолютной величине . К таким веществам, например, относятся: висмут (Bi), фосфор (P), серебро (Ag), золото (Au), медь (Cu), сера (S), вода и многие другие органические соединения. У диамагнетиков вектор намагничения направлен в противоположную сторону по отношению к направлению вектора . поэтому магнитная восприимчивость c является отрицательной величиной.

2. парамагнитен. Те се характеризират с това, че положителен магнитен чувствителността на (C> 0) и ниска (стойности са в границите от 10 # 8209; 3 10 # 8209; 5). Чрез paramagnet включват алкални и алкалоземни метали, повечето газове, включително кислород, а също и някои други вещества.

3. ferromagnets. Феромагнитни - са вещества, които, дори при липсата на магнитното поле могат да имат спонтанно намагнитване.

За разлика от диамагнитно и парамагнитни материали, те имат силни магнитни свойства в тях. поради тяхната вътрешна структура.

В ferromagnets в е положително и има много голяма стойност. По този начин, магнитната проницаемост на феромагнитни материали може да достигне много високи стойности, от порядъка на десетки и стотици хиляди до ferromagnets включват метали от групата на желязо (Fe, Co, Ni) и някои сплави.

Udovletvritelnoe обясни магнитните свойства на различни магнити може да се даде само в рамките на квантовата механика.