Теоретическое введение.
При всяком изменении магнитного тока, пронизывающего контур, в нем возникает ЭДС электромагнитной индукции: (6.1.1) Это основной закон электромагнитной индукции, или закон Фарадея. Поясним его на следующем примере. Пусть к контуру приближается магнит северным полюсом (рис. 6.1). Магнитный поток Ф в контуре зависит от площади контура S, индукции магнитного поля В и от угла α, образованного между вектором и нормалью к площади контура: Ф = В S cos α (6.1.2) [Ф]= 1Тл ·м2 = 1 Вб. Направление нормали к площади контура определяется по правилу правого винта. Допустим направление контура выберем положительным (маленькие стрелочки) на рис. 6.1. Тогда α образует тупой угол, т.е. Ф < 0. Т.к. количество силовых линий, пронизывающих контур, увеличивается при приближении магнита к контуру, то Δ Ф < 0, а значит < 0, или > 0. Значит, сила тока в контуре совпадает с выбранным направлением контура. Возникновение ЭДС индукции в контуре при изменении силы тока этого же контура называют самоиндукцией. Контур с током обладает магнитным потоком. Ф=LI (6.1.3) где L- индуктивность катушки, [L]= = = 1 Гн. Катушка индуктивности представляет собой соленоид из N витков (N · контур) с длиной l и площадью сечения S. Индуктивность катушки вычисляют по формуле: (6.1.4) где μ - магнитная проницаемость среды, μ0 - магнитная постоянная μ0 = 4 π ·10-7 Гн/м. Возникновение ЭДС в одном контуре при изменении силы тока, протекающего по другому контуру, называют взаимной индукцией. Рассмотрим два контура 1 и 2, расположенные на некотором расстоянии друг от друга (рис.2.). Если по контуру 1 пропустить ток , то он создает поток магнитной индукции через контур 2, который будет пропорционален току (6.1.5) Коэффициент пропорциональности называется коэффициентом взаимной индукции контуров или взаимной индуктивностью контуров. Он зависит от формы и взаимного расположения контуров 1 и 2, а также от магнитных свойств окружающей среды. При изменении тока в первом контуре магнитный поток через второй контур изменяется, следовательно, в нем наводится ЭДС взаимной индукции:
(6.1.6) Формула (6.1.6) справедлива в отсутствие ферромагнетиков. Если поменять местами контуры 1 и 2 и провести все предыдущие рассуждения, то получим: (6.1.7) Можно показать, что коэффициенты взаимной индукции равны: (6.1.8)
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|