Kakšna je samoindukcijska emf v vezju? Kaj je samoindukcija

Razmerje med električnim in magnetnim poljem

Električne in magnetne pojave preučujejo že dolgo, vendar nikomur ni prišlo na misel, da bi te študije nekako povezal med seboj. Šele leta 1820 so odkrili, da prevodnik s tokom deluje na iglo kompasa. To odkritje je pripadalo danskemu fiziku Hansu Christianu Oerstedu. Kasneje je bila po njem poimenovana merska enota jakosti magnetnega polja v sistemu GHS: ruska oznaka E (Oersted), angleška - Oe. To je jakost magnetnega polja v vakuumu z indukcijo 1 Gaussa.

To odkritje je nakazovalo, da bi lahko magnetno polje nastalo iz električnega toka. Toda hkrati so se pojavile tudi misli o obratni transformaciji, namreč, kako iz magnetnega polja pridobiti električni tok. Konec koncev je veliko procesov v naravi reverzibilnih: voda proizvaja led, ki se lahko stopi nazaj v vodo.

Po Oerstedovem odkritju je trajalo dvaindvajset let, da so preučevali ta zdaj očiten zakon fizike. Angleški znanstvenik Michael Faraday se je ukvarjal s proizvodnjo električne energije iz magnetnega polja. Izdelovali so vodnike in magnete različnih oblik in velikosti ter iskali možnosti njihove relativne razporeditve. In le, očitno, po naključju je znanstvenik odkril, da je za pridobitev EMF na koncih prevodnika potreben še en izraz - gibanje magneta, tj. Magnetno polje mora biti spremenljivo.

Zdaj to nikogar več ne preseneča. Natančno tako delujejo vsi električni generatorji – dokler ga nekaj vrti, se proizvaja elektrika in žarnica sveti. Ustavila sta se, nehala sta se vrteti in luč je ugasnila.

Elektromagnetna indukcija

Tako se EMF na koncih prevodnika pojavi le, če se na določen način premakne v magnetnem polju. Ali, natančneje, magnetno polje se mora nujno spreminjati, biti spremenljivo. Ta pojav se imenuje elektromagnetna indukcija, v ruščini elektromagnetna indukcija: v tem primeru pravijo, da se v prevodniku inducira EMF. Če je obremenitev priključena na tak vir EMF, bo tok tekel v vezju.

Velikost induciranega EMF je odvisna od več dejavnikov: dolžine prevodnika, indukcije magnetnega polja B in v veliki meri hitrosti gibanja prevodnika v magnetnem polju. Hitreje kot se vrti rotor generatorja, višja je napetost na njegovem izhodu.

Opomba: elektromagnetne indukcije (pojav pojavljanja EMF na koncih prevodnika v izmeničnem magnetnem polju) ne smemo zamenjevati z magnetno indukcijo - vektorsko fizično količino, ki označuje samo magnetno polje.

Indukcija

Ta metoda je bila pregledana. Dovolj je premikanje prevodnika v magnetnem polju trajnega magneta ali obratno, premikanje (skoraj vedno z vrtenjem) magneta v bližini prevodnika. Obe možnosti vam bosta zagotovo omogočili pridobitev izmeničnega magnetnega polja. V tem primeru se metoda proizvodnje EMF imenuje indukcija. Indukcija se uporablja za ustvarjanje EMF v različnih generatorjih. V Faradayjevih poskusih leta 1831 se je magnet postopno premikal znotraj žične tuljave.

Medsebojna indukcija

To ime nakazuje, da pri tem pojavu sodelujeta dva prevodnika. V enem od njih teče spremenljiv tok, ki okoli njega ustvari izmenično magnetno polje. Če je v bližini še en prevodnik, se na njegovih koncih pojavi izmenični EMF.

Ta način ustvarjanja EMF se imenuje medsebojna indukcija. Na principu medsebojne indukcije delujejo vsi transformatorji, le njihovi vodniki so izdelani v obliki tuljav, jedra iz feromagnetnih materialov pa se uporabljajo za povečanje magnetne indukcije.

Če se tok v prvem vodniku ustavi (prekinitev tokokroga) ali postane celo zelo močan, vendar konstanten (brez sprememb), potem na koncih drugega vodnika ne bo mogoče dobiti EMF. Zato transformatorji delujejo samo na izmenični tok: če na primarno navitje priključite galvansko baterijo, potem na izhodu sekundarnega navitja zagotovo ne bo napetosti.

EMF v sekundarnem navitju se inducira le, ko se spremeni magnetno polje. Poleg tega, večja kot je stopnja spremembe, in sicer hitrost in ne absolutna vrednost, večja bo inducirana emf.

Samoindukcija

Če odstranite drugi prevodnik, bo magnetno polje v prvem prevodniku prodrlo ne le v okoliški prostor, temveč tudi v sam prevodnik. Tako se pod vplivom njegovega polja v prevodniku inducira emf, ki se imenuje samoindukcijska emf.

Pojav samoindukcije je leta 1833 preučeval ruski znanstvenik Lenz. Na podlagi teh poskusov je bilo mogoče ugotoviti zanimiv vzorec: samoindukcijski EMF vedno nasprotuje in kompenzira zunanje izmenično magnetno polje, ki povzroča to EMF. Ta odvisnost se imenuje Lenzovo pravilo (ne smemo ga zamenjevati z Joule-Lenzovim zakonom).

Znak minus v formuli samo govori o nasprotju samoindukcijskega EMF na vzroke, ki so ga povzročili. Če je tuljava priključena na vir stalnega toka, bo tok naraščal precej počasi. To je zelo opazno pri "testiranju" primarnega navitja transformatorja z ohmmetrom s številčnico: hitrost igle, ki se premika proti ničelni delitvi lestvice, je opazno manjša kot pri preverjanju uporov.

Ko je tuljava odklopljena od vira toka, samoindukcijska emf povzroči iskrenje kontaktov releja. V primeru, ko tuljavo krmili tranzistor, na primer relejna tuljava, je dioda nameščena vzporedno z njo v nasprotni smeri glede na vir energije. To se naredi za zaščito polprevodniških elementov pred učinki samoindukcijske emf, ki je lahko več deset ali celo stokrat višja od napetosti vira energije.

Za izvajanje poskusov je Lenz oblikoval zanimivo napravo. Dva aluminijasta obroča sta pritrjena na koncih aluminijaste nihajne roke. En prstan je masiven, drugi pa ima rez. Gugalnik se je prosto vrtel na igli.

Ko je bil trajni magnet vstavljen v trden obroč, je "pobegnil" od magneta, in ko je bil magnet odstranjen, je planil za njim. Ista dejanja z odrezanim obročem niso povzročila nobenega premika. To je razloženo z dejstvom, da v trdnem obroču pod vplivom izmeničnega magnetnega polja nastane tok, ki ustvarja magnetno polje. Toda v odprtem obroču ni toka, zato ni magnetnega polja.

Pomembna podrobnost tega poskusa je, da če magnet vstavimo v obroč in ostane negiben, potem ne opazimo nobene reakcije aluminijastega obroča na prisotnost magneta. To še enkrat potrjuje, da se inducirana emf pojavi le, ko se spremeni magnetno polje, velikost emf pa je odvisna od hitrosti spremembe. V tem primeru je preprosto odvisno od hitrosti gibanja magneta.

Enako lahko rečemo za medsebojno indukcijo in samoindukcijo, le sprememba jakosti magnetnega polja oziroma hitrost njenega spreminjanja je odvisna od hitrosti spreminjanja toka. Za ponazoritev tega pojava lahko navedemo naslednji primer.

Skozi dve dokaj veliki enaki tuljavi naj tečejo veliki tokovi: skozi prvo tuljavo 10A, skozi drugo pa kar 1000, v obeh tuljavah pa tokovi linearno naraščajo. Predpostavimo, da se je v eni sekundi tok v prvi tuljavi spremenil z 10 na 15 A, v drugi pa s 1000 na 1001 A, kar je povzročilo pojav samoinduciranega EMF v obeh tuljavah.

Toda kljub tako veliki vrednosti toka v drugi tuljavi bo EMF samoindukcije v prvi večji, saj je tam stopnja spremembe toka 5A/s, v drugi pa le 1A/s. . Navsezadnje je samoindukcijska emf odvisna od stopnje naraščanja toka (beri magnetnega polja) in ne od njegove absolutne vrednosti.

Induktivnost

Magnetne lastnosti tuljave s tokom so odvisne od števila ovojev in geometrijskih dimenzij. Znatno povečanje magnetnega polja je mogoče doseči z uvedbo feromagnetnega jedra v tuljavo. Magnetne lastnosti tuljave je mogoče z zadostno natančnostjo oceniti z velikostjo inducirane emf, medsebojne indukcije ali samoindukcije. Vsi ti pojavi so bili obravnavani zgoraj.

Značilnost tuljave, ki o tem pove, se imenuje koeficient induktivnosti (samoinduktivnost) ali preprosto induktivnost. V formulah je induktivnost označena s črko L, v diagramih pa so induktorji označeni z isto črko.

Enota induktivnosti je henry (H). Tuljava ima induktivnost 1H, v kateri se ob spremembi toka za 1A na sekundo ustvari EMF 1V. Ta vrednost je precej velika: omrežna navitja dokaj močnih transformatorjev imajo induktivnost enega ali več Gn.

Zato se pogosto uporabljajo vrednosti nižjega reda, in sicer mili in mikro Henry (mH in μH). Takšne tuljave se uporabljajo v elektronskih vezjih. Ena od aplikacij tuljav so nihajna vezja v radijskih napravah.

Tuljave se uporabljajo tudi kot dušilke, katerih glavni namen je prepuščanje enosmernega toka brez izgub ob oslabitvi izmeničnega toka (filtri). Splošno pravilo je, da višja kot je delovna frekvenca, manjšo induktivnost potrebujejo tuljave.

Induktivna reaktanca

Če vzamete dovolj močan omrežni transformator in upornost primarnega navitja, se izkaže, da je le nekaj ohmov in celo blizu nič. Izkazalo se je, da bo tok skozi takšno navitje zelo velik in se celo nagiba k neskončnosti. Zdi se, da je kratek stik preprosto neizogiben! Zakaj torej ni?

Ena od glavnih lastnosti induktorskih tuljav je induktivna reaktanca, ki je odvisna od induktivnosti in frekvence izmeničnega toka, ki se dovaja v tuljavo.

Preprosto je videti, da se z naraščajočo frekvenco in induktivnostjo induktivna reaktanca povečuje in pri enosmernem toku na splošno postane nič. Zato se pri merjenju upora tuljav z multimetrom meri samo aktivni upor žice.

Zasnova induktorjev je zelo raznolika in je odvisna od frekvenc, pri katerih deluje tuljava. Na primer, za delovanje v decimetrskem območju radijskih valov se pogosto uporabljajo tuljave tiskanih vezij. Za množično proizvodnjo je ta metoda zelo priročna.

Induktivnost tuljave je odvisna od njenih geometrijskih dimenzij, jedra, števila plasti in oblike. Trenutno se proizvaja zadostno število standardnih induktorjev, podobnih običajnim uporom z vodniki. Takšne tuljave so označene z barvnimi obroči. Obstajajo tudi tuljave za površinsko montažo, ki se uporabljajo kot dušilke. Induktivnost takih tuljav je nekaj milihenrijev.

Ta pojav imenujemo samoindukcija. (Koncept je povezan s konceptom medsebojne indukcije, saj je tako rekoč njen poseben primer).

Smer samoindukcijskega EMF se vedno izkaže za takšno, da ko se tok v tokokrogu poveča, samoindukcijski EMF prepreči to povečanje (usmerjen proti toku), in ko se tok zmanjša, se zmanjša (sousmerjen s tokom). Ta lastnost samoindukcijske emf je podobna vztrajnostni sili.

Velikost EMF samoindukcije je sorazmerna s hitrostjo spremembe toka:

Faktor sorazmernosti se imenuje samoindukcijski koeficient oz induktivnost vezje (tuljava).

Samoindukcija in sinusni tok

V primeru sinusne odvisnosti toka, ki teče skozi tuljavo, od časa samoinduktivna emf v tuljavi zaostaja za faznim tokom za (to je 90°), amplituda te emf pa je sorazmerna z amplituda toka, frekvenca in induktivnost (). Navsezadnje je hitrost spremembe funkcije njen prvi odvod, a.

Za izračun bolj ali manj zapletenih tokokrogov, ki vsebujejo induktivne elemente, to so zavoji, tuljave itd., naprave, v katerih je opazna samoindukcija (zlasti popolnoma linearna, to je brez nelinearnih elementov), v primeru sinusnih tokov in napetosti se uporablja metoda kompleksnih impedanc ali v enostavnejših primerih manj zmogljiva, a bolj nazorna možnost je metoda vektorskega diagrama.

Upoštevajte, da vse opisano velja ne le neposredno za sinusne tokove in napetosti, ampak tudi praktično za poljubne, saj je slednje skoraj vedno mogoče razširiti v Fourierjev niz ali integral in tako reducirati na sinusne.

V bolj ali manj neposredni povezavi s tem lahko omenimo uporabo pojava samoindukcije (in temu primerno induktorjev) v najrazličnejših nihajnih krogih, filtrih, zakasnilnih linijah in drugi različni elektroniki in električnih vezjih.

Samoinduktivnost in udarni tok

Zaradi pojava samoindukcije v električnem tokokrogu z virom EMF, ko je tokokrog zaprt, se tok ne vzpostavi takoj, ampak čez nekaj časa. Podobni procesi se pojavijo, ko se tokokrog odpre in (z ostrim odpiranjem) lahko vrednost EMF samoindukcije v tem trenutku znatno preseže vir EMF.

Najpogosteje v vsakdanjem življenju se to uporablja v avtomobilskih vžigalnih tuljavah. Tipična napetost vžiga z napetostjo akumulatorja 12 V je 7-25 kV. Vendar presežek EMF v izhodnem vezju nad EMF baterije tukaj ni posledica ostre prekinitve toka, temveč tudi razmerja transformacije, saj se najpogosteje ne uporablja preprosta induktorska tuljava , temveč transformatorska tuljava, katere sekundarno navitje ima običajno večkratno število ovojev (to pomeni, da je v večini primerov vezje nekoliko bolj zapleteno od tistega, katerega delovanje bi bilo v celoti pojasnjeno s samoindukcijo; vendar fizika njegovega delovanja v tej različici deloma sovpada s fiziko delovanja vezja s preprosto tuljavo).

Ta pojav se uporablja tudi za vžig fluorescenčnih sijalk v standardnem tradicionalnem vezju (tukaj govorimo konkretno o vezju s preprosto tuljavo - dušilko).

Poleg tega je treba pri odpiranju kontaktov vedno upoštevati, če tok teče skozi obremenitev z opazno induktivnostjo: posledično preskok v EMF lahko povzroči razpad medkontaktne reže in/ali druge neželene učinke, ki jih je treba zatreti v tem Praviloma je treba sprejeti vrsto posebnih ukrepov.

Opombe

Povezave

O samoindukciji in medsebojni indukciji iz “Šole za električarje”

Fundacija Wikimedia. 2010.

Bourdon, Robert Gregory
Juan Emar

Oglejte si, kaj je "samoindukcija" v drugih slovarjih:

samoindukcija- samoindukcija... Pravopisni slovar-priročnik

SAMOINDUKCIJA- pojav inducirane emf v prevodnem vezju, ko se v njem spremeni jakost toka; posebni primeri elektromagnetne indukcije. Ko se spremeni tok v tokokrogu, se spremeni magnetni tok. indukcija skozi površino, omejeno s to konturo, kar povzroči ... Fizična enciklopedija

SAMOINDUKCIJA- vzbujanje elektromotorne sile indukcije (emf) v električnem krogu, ko se spremeni električni tok v tem krogu; poseben primer elektromagnetne indukcije. Elektromotorna sila samoindukcije je neposredno sorazmerna s hitrostjo spremembe toka;... ... Veliki enciklopedični slovar

SAMOINDUKCIJA- SAMOINDUKCIJA, samoindukcija, ženska. (fizično). 1. samo enote Pojav, da se ob spremembi toka v prevodniku v njem pojavi elektromotorna sila, ki prepreči to spremembo. Samoindukcijska tuljava. 2. Naprava z ... ... Razlagalni slovar Ušakova

SAMOINDUKCIJA- (Samoindukcija) 1. Naprava z induktivno reaktanco. 2. Pojav, da ko električni tok spremeni velikost in smer v prevodniku, se v njem pojavi elektromotorna sila, ki to prepreči ... ... Morski slovar

SAMOINDUKCIJA- indukcija elektromotorne sile v žicah, pa tudi v električnih navitjih. stroji, transformatorji, aparati in instrumenti, ko se spremeni velikost ali smer električnega toka, ki teče skozi njih. trenutno. Tok, ki teče skozi žice in navitja, ustvarja okoli njih... ... Tehnični železniški slovar

Samoindukcija- elektromagnetna indukcija, ki nastane zaradi spremembe magnetnega pretoka, ki se prepleta z vezjem, ki jo povzroči električni tok v tem vezju... Vir: ELEKTROTEHNIKA. POJMI IN DEFINICIJE OSNOVNIH POJMOV. GOST R 52002 2003 (odobren ... ... Uradna terminologija

samoindukcija- samostalnik, število sinonimov: 1 vzbujanje elektromotorne sile (1) Slovar sinonimov ASIS. V.N. Trišin. 2013… Slovar sinonimov

samoindukcija- Elektromagnetna indukcija, ki jo povzroči sprememba magnetnega pretoka, ki je povezan z vezjem, ki ga povzroči električni tok v tem vezju. [GOST R 52002 2003] EN samoindukcijska elektromagnetna indukcija v tokovni cevi zaradi sprememb… … Priročnik za tehnične prevajalce

SAMOINDUKCIJA- poseben primer elektromagnetne indukcije (glej (2)), ki je sestavljen iz pojava induciranega (induciranega) EMF v tokokrogu in povzročen s spremembami v času magnetnega polja, ki ga ustvari spreminjajoči se tok, ki teče v istem tokokrogu. ... Velika politehnična enciklopedija

knjige

Komplet miz. Fizika. Elektrodinamika (10 tabel), . Izobraževalni album 10 listov. Električni tok, jakost toka. Odpornost. Ohmov zakon za odsek vezja. Odvisnost upora prevodnika od temperature. Povezava žic. EMF. Ohmov zakon…

V tej lekciji bomo izvedeli, kako in kdo je odkril pojav samoindukcije, razmislili o izkušnjah, s katerimi bomo ta pojav dokazali, ter ugotovili, da je samoindukcija poseben primer elektromagnetne indukcije. Na koncu lekcije bomo predstavili fizikalno veličino, ki prikazuje odvisnost samoinduktivne EMF od velikosti in oblike prevodnika ter od okolja, v katerem se prevodnik nahaja, to je induktivnost.

Henry je izumil ploščate tuljave iz tračnega bakra, s pomočjo katerih je dosegel močnostne učinke, ki so bili bolj izraziti kot pri uporabi žičnih solenoidov. Znanstvenik je opazil, da ko je v vezju močna tuljava, tok v tem vezju doseže največjo vrednost veliko počasneje kot brez tuljave.

riž. 2. Diagram eksperimentalne postavitve D. Henryja

Na sl. Na sliki 2 je prikazana električna shema eksperimentalne postavitve, na podlagi katere lahko dokažemo pojav samoindukcije. Električni tokokrog je sestavljen iz dveh vzporedno vezanih žarnic, povezanih s stikalom na vir enosmernega toka. Tuljava je zaporedno povezana z eno od žarnic. Po sklenitvi tokokroga se vidi, da žarnica, ki je zaporedno povezana s tuljavo, sveti počasneje kot druga žarnica (slika 3).

riž. 3. Različno žarenje žarnic v trenutku vklopa vezja

Ko je vir izklopljen, žarnica, povezana zaporedno s tuljavo, ugasne počasneje kot druga žarnica.

Zakaj luči ne ugasnejo hkrati?

Ko je stikalo zaprto (slika 4), zaradi pojava EMF samoindukcije, tok v žarnici s tuljavo narašča počasneje, zato ta žarnica sveti počasneje.

riž. 4. Zapiranje na ključ

Ko je stikalo odprto (slika 5), nastala samoindukcijska EMF prepreči zmanjšanje toka. Zato tok še nekaj časa teče. Za obstoj toka je potreben zaprt tokokrog. V tokokrogu je tako vezje; vsebuje obe žarnici. Zato bi morale žarnice ob odprtju tokokroga nekaj časa svetiti enako, opaženo zamudo pa lahko povzročijo drugi razlogi.

riž. 5. Odpiranje s ključem

Razmislimo o procesih, ki se pojavljajo v tem vezju, ko je ključ zaprt in odprt.

1. Zapiranje na ključ.

V vezju je tuljava, po kateri teče tok. Naj tok v tem obratu teče v nasprotni smeri urinega kazalca. Takrat bo magnetno polje usmerjeno navzgor (slika 6).

Tako se tuljava znajde v prostoru lastnega magnetnega polja. Z naraščanjem toka se bo tuljava znašla v prostoru spreminjajočega se magnetnega polja lastnega toka. Če se tok poveča, se poveča tudi magnetni tok, ki ga ustvari ta tok. Kot je znano, s povečanjem magnetnega pretoka, ki prodira skozi ravnino vezja, v tem vezju nastane elektromotorna sila indukcije in posledično indukcijski tok. V skladu z Lenzovim pravilom bo ta tok usmerjen tako, da njegovo magnetno polje preprečuje spremembo magnetnega toka, ki prodira skozi ravnino vezja.

To je za tistega, ki je obravnavan na sl. 6 zavojev mora biti indukcijski tok usmerjen v smeri urinega kazalca (slika 7), s čimer se prepreči povečanje lastnega toka zavoja. Posledično, ko je ključ zaprt, se tok v tokokrogu ne poveča takoj zaradi dejstva, da se v tem tokokrogu pojavi zavorni indukcijski tok, usmerjen v nasprotno smer.

2. Odpiranje ključa

Ko je stikalo odprto, se tok v tokokrogu zmanjša, kar vodi do zmanjšanja magnetnega pretoka skozi ravnino tuljave. Zmanjšanje magnetnega pretoka vodi do pojava induciranega emf in induciranega toka. V tem primeru je inducirani tok usmerjen v isto smer kot lastni tok tuljave. To vodi do počasnejšega zmanjšanja intrinzičnega toka.

Zaključek: ko se tok v prevodniku spremeni, se v istem vodniku pojavi elektromagnetna indukcija, ki ustvari induciran tok, usmerjen tako, da prepreči kakršno koli spremembo lastnega toka v prevodniku (slika 8). To je bistvo pojava samoindukcije. Samoindukcija je poseben primer elektromagnetne indukcije.

riž. 8. Trenutek vklopa in izklopa vezja

Formula za iskanje magnetne indukcije ravnega prevodnika s tokom:

kje je magnetna indukcija; - magnetna konstanta; - jakost toka; - razdalja od vodnika do točke.

Tok magnetne indukcije skozi območje je enak:

kjer je površina, ki jo predre magnetni tok.

Tako je tok magnetne indukcije sorazmeren z jakostjo toka v prevodniku.

Za tuljavo, v kateri je število ovojev in je dolžina, je indukcija magnetnega polja določena z naslednjim razmerjem:

Magnetni tok, ki ga ustvari tuljava s številom ovojev N, je enako:

Če v ta izraz nadomestimo formulo za indukcijo magnetnega polja, dobimo:

Razmerje med številom obratov in dolžino tuljave je označeno s številko:

Dobimo končni izraz za magnetni tok:

Iz dobljenega razmerja je razvidno, da je vrednost pretoka odvisna od trenutne vrednosti in od geometrije tuljave (polmer, dolžina, število ovojev). Vrednost, ki je enaka, se imenuje induktivnost:

Enota induktivnosti je henry:

Zato je tok magnetne indukcije, ki ga povzroča tok v tuljavi, enak:

Ob upoštevanju formule za inducirano emf ugotovimo, da je samoindukcijska emf enaka zmnožku hitrosti spremembe toka in induktivnosti, vzetega z znakom "-":

Samoindukcija- to je pojav pojava elektromagnetne indukcije v prevodniku, ko se spremeni jakost toka, ki teče skozi ta prevodnik.

Elektromotorna sila samoindukcije je neposredno sorazmeren s hitrostjo spremembe toka, ki teče skozi prevodnik, vzeto z znakom minus. Faktor sorazmernosti se imenuje induktivnost, ki je odvisen od geometrijskih parametrov prevodnika.

Prevodnik ima induktivnost enako 1 H, če se pri hitrosti spremembe toka v prevodniku, ki je enaka 1 A na sekundo, v tem prevodniku pojavi samoinduktivna elektromotorna sila, enaka 1 V.

Ljudje se vsak dan srečujemo s pojavom samoindukcije. Vsakič, ko prižgemo ali ugasnemo luč, s tem sklenemo ali odpremo tokokrog in s tem vzbudimo indukcijske tokove. Včasih lahko ti tokovi dosežejo tako visoke vrednosti, da v stikalu preskoči iskra, kar lahko vidimo.

Bibliografija

Myakishev G.Ya. Fizika: Učbenik. za 11. razred Splošna izobrazba institucije. - M.: Izobraževanje, 2010.
Kasjanov V.A. Fizika. 11. razred: Poučna. za splošno izobraževanje institucije. - M .: Bustard, 2005.
Gendenstein L.E., Dick Yu.I., Fizika 11. - M.: Mnemosyne.

Internetni portal Myshared.ru ().
Internetni portal Physics.ru ().
Internetni portal Festival.1september.ru ().

Domača naloga

Vprašanja na koncu odstavka 15 (str. 45) - Myakishev G.Ya. Fizika 11 (glej seznam priporočene literature)
Induktivnost katerega vodnika je 1 Henry?

§ 46. Velikost in smer e. d.s. samoindukcija

Količina e, ki nastane v tuljavi. d.s. samoindukcija je premosorazmerna z njegovo induktivnostjo in je odvisna od hitrosti spreminjanja magnetnega pretoka.
Če v vezju z induktivnostjo L gn, se tok spremeni v kratkem času Δ t sek na majhno vrednost Δ jaz a, potem se e pojavi v takšni verigi. d.s. samoindukcija e s, merjeno v voltih.

Znak minus v tej formuli pomeni, da e. d.s. samoindukcija nasprotuje spremembi toka v njem.

Primer. V tuljavi z induktivnostjo L = 5 gn, teče električni tok, katerega jakost se spreminja v 2 sek na 10 A. Izračunajte, kaj e. d.s. v tuljavi pride do samoindukcije.
rešitev

Ruski znanstvenik E. H. Lenz je to dokazal e. d.s. indukcija, vključno z e. d.s. samoindukcija je vedno usmerjena tako, da nasprotuje vzroku, ki jo povzroča. Ta definicija se imenuje Lenzovo pravilo.
Če pri zapiranju tokokroga e. d.s. baterija je usmerjena, kot kaže puščica na sl. 45, a, nato e. d.s. samoindukcija, po Lenzovem pravilu, bo v tem trenutku imela nasprotno smer (prikazano z dvojno puščico), kar preprečuje povečanje toka. V trenutku odpiranja vezja (slika 45, b), nasprotno, e. d.s. samoindukcija bo imela smer, ki sovpada z e. d.s. baterije, kar preprečuje zmanjšanje toka.

Posledično se v trenutku zapiranja vezja z induktivnostjo npr. d.s. na sponkah vezja zmanjša za količino nastalega e. d.s. samoindukcija.
Označevanje napetosti tokovnega vira U, vrednost e. d.s. samoindukcija e s in posledično napetost U p, dobimo:

U p = U - e z. (45)

V trenutku, ko se vezje odpre, se nastala napetost poveča:

U p = U + e z. (46)

E.m.f. samoindukcija v električnih tokokrogih je lahko večkrat večja od napetosti tokovnega vira. V zvezi s tem, ko se odprejo tokokrogi z visoko induktivnostjo, pride do razpada zračne reže med kontakti stikal in stikal in nastane iskra ali lok, iz katerega kontakti gorijo in delno stopijo. Poleg tega e. d.s. samoindukcija lahko prebije izolacijo žic tuljave.
Za opazovanje pojava e. d.s. in samoindukcijski tok v trenutku odpiranja tokokroga, bomo izvedli naslednji poskus (slika 46).

Ko je tokokrog sklenjen, tok v točki A razveja. En del bo šel vzdolž zavojev tuljave v svetilko L 1 in drugi del - skozi reostat v svetilko L 2. Hkrati pa svetilka L 2 bo takoj utripal, medtem ko nitka žarnice L 1 se bo postopoma segreval. Ko se vezje odpre, svetilka L 2 bo takoj ugasnil in svetilka L 1 bo za trenutek močno utripal in nato ugasnil. Opaženi pojav je posledica dejstva, da ko je tokokrog sklenjen, magnetno polje, ustvarjeno okoli tuljave L, prečka »svoje ovinke« in vznemirja e. d.s. in samoindukcijski tok, ki preprečuje prehod glavnega toka. Iz tega razloga je žarilna nitka L 1 sveti, ko je tokokrog zaprt počasneje kot žarilna nitka L 2. Ko se vezje odpre, se v tuljavi ustvari tudi e-val. d.s. in samoindukcijski tok, vendar v tem primeru smer e. d.s. samoindukcija sovpada s smerjo glavnega toka. To je razlog za žarilno nitko L 1 za trenutek močno utripne in ugasne pozneje kot lučka L 2, v vezje katerega tuljava ni vključena.