Энергия магнитного поля

Индуктивность. Самоиндукция и взаимная индукция.

Вокруг каждого проводника с током существует магнитное поле. Поэтому с проводящим контуром, по которому протекает ток, всегда сцеплен некоторый магнитный поток, обусловленный не внешними причинами, а самим током (рис. 3). Согласно закону Био-Савара-Лапласа, ~, поэтому магнитный поток, сцепленный с контуром, пропорционален силе тока, текущего по контуру,

Ф ~I,

,

.

- индуктивность контура, зависит от размеров и формы контура и магнитной проницаемости среды m.

1 Гн - индуктивность контура, с которым при протекании 1А сцеплен магнитный поток 1 Вб.

При изменении силы тока в контуре будет изменяться также и сцепленный с ним магнитный поток, следовательно, в контуре будет индуцироваться э.д.с. Возникновение э.д.с. индукции в проводящем контуре при изменении в нем силы тока называется самоиндукцией.

Если контур не деформируется и не изменяется, . Применим к явлению самоиндукции закон Фарадея.

.

Расположим 2 контура на расстоянии, сравнимом с их размерами (рис.4). Явление возникновения э.д.с. индукции в одном контуре при изменении тока в другом контуре называется взаимной индукцией.

Если нарастает, будет направлен противоположно, если убывает, то сонаправлен с ним (согласно правилу Ленца).

Э.д.с., возникающая во 2-ом контуре, равна

По аналогии, если пропускать по 2-ому контуру изменяющийся ток

и - коэффициенты взаимоиндукции или взаимная индуктивность контуров 1 и 2, зависят от размеров, формы, взаимного расположения контуров и магнитных свойств среды.

Теорема взаимности: коэффициенты взаимоиндукции всех индуктивно связанных контуров одинаковы:

.

Физический смысл : взаимная индуктивность 2-х контуров численно равна э.д.с. взаимной индукции, возникающей в одном контуре при изменении тока в другом контуре на единицу силы тока за единицу времени,

.

На явлении взаимной индукции основано действие трансформатора, изобретенного русским ученым Яблочковым и усовершенствованного русским инженером Усагиным.

Энергия магнитного поля выражается формулой:

.

Дата добавления: 2014-01-03