Явления самоиндукции и взаимной индукции

Пусть по замкнутому проводящему контуру протекает постоянный ток (I=const). Этот ток вызовет появление магнитного потока, который пронизывает контур. Очевидно, что F_m~I, т.е. магнитный поток пропорционален силе тока, протекающего по замкнутому проводнику. Вводя коэффициент пропорциональности L, записываем эту зависимость в виде

.

(18.12)

Здесь L – индуктивность контура, которая зависит от его формы и размеров, а также от магнитной проницаемости m среды, в которой он находится.

Из (18.12) видно, что индуктивность численно равна магнитному потоку, пронизывающему площадь, охватываемую замкнутым контуром, по которому протекает единичной силы ток. Это так называемое статистическое определение индуктивности. Единица индуктивности – Генри (Гн) индуктивность такого контура, в котором при силе тока в 1 А возникает магнитный поток в 1 Вб.

Рассмотрим теперь проводник, по которому протекает переменный по времени ток I=I(t). Этот ток вызовет переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, приведет к возникновению переменного магнитного потока. По закону Фарадея в цепи возникнет ЭДС, которая в данном случае называется ЭДС самоиндукции. Ее числовое значение определяют по формуле

.

(18.13)

На основании (18.13) можно дать так называемое динамическое определение индуктивности: индуктивность численно равна ЭДС самоиндукции, возникающей в проводнике при изменении силы тока на единицу за единицу времени. Генри – это индуктивность такого проводника, в котором при изменении силы тока на 1 А за 1 с возникает ЭДС самоиндукции, равная 1 В: 1 Гн =В×с/А

Рис. 18.3

В заключение рассмотрим явление взаимной индукции. Пусть имеется два проводящих контура (рис. 18.3). Магнитный поток, пронизывающий контур I, зависит не только от тока I₁ в этом контуре, но и от тока I₂, текущего во втором:

.

Аналогично

,

где L₁₂ и L₂₁ – коэффициенты взаимной индукции, причем L₁₂ = L₂₁.

ЭДС в каждом контуре будет зависеть не только от скорости изменения соответствующих токов в них, но и от скорости изменения тока в соседнем контуре. Например, ЭДС индукции, возникающая в первом контуре,

.

Явление взаимной индукции используется в трансформаторах.

Дата добавления: 2015-06-04