АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Явление самоиндукции

Читайте также:
  1. Анализ технических требований чертежа, выявление технологических задач и условий изготовления детали
  2. Антиутопия как явление литературы ХХ века
  3. Асимметрия в арх. ее проявление в решении композиции внутренних пространств.
  4. Астма как условнорефлекторное явление и неправильное дыхательное поведение
  5. блок. Выявление уровня готовности руководства ДОУ к реализации методических рекомендаций по формированию имиджа ДОУ
  6. Борьба РКП(б) против оппозиционной журналистики. Расширение советской периодики (появление газет «Гудок», «Беднота», «Известия Народного Комиссариата по военным делам» и др.).
  7. БЮРОКРАТИЯ КАК ОБЩЕСТВЕННОЕ ЯВЛЕНИЕ
  8. Взаимодействие как простейшее социальное явление
  9. Взаимодействие ощущений и явление синестезии
  10. Вопрос 35. Немецкая философия XIX в. как явление мировой философии, ее основные направления и идеи
  11. Вопрос 41 Явление самоиндукции
  12. Вопрос 85. Профилактика, раннее выявление и ранняя комплексная помощь детям с отклонениями в развитии

Всякий проводящий замкнутый контур с током всегда находится в магнитном поле, созданном самим током, который протекает в этом контуре. Поэтому при изменении тока в контуре произойдет изменение связанного магнитного потока через поверхность контура, а в самом контуре возникнет ЭДС индукции. Явление возникновения ЭДС индукции в контуре при изменении тока в этом контуре называется явлением самоиндукции.

Магнитное поле, создаваемое проводником с током, можно охарактеризовать некоторым потоком магнитной индукции - потокосцеплением. Потокосцепление пропорционально величине тока i:

, (7.9)

где L - коэффициент пропорциональности, получивший название коэффициента самоиндукции.

За единицу измерения коэффициента самоиндукции принимается 1 генри. Это величина такого контура, в котором при изменении тока 1 А в 1 с возникает ЭДС в 1 В: . (7.10)

С изменением тока во времени происхо­дит изменение потокосцепления, и ЭДС самоиндукции запишется так:

. (7.11)

Под влиянием ЭДС самоиндукции при замыкании и размыкании электрической цепи в ней возникают экстратоки. Экстратоки самоиндукции в соответствии с законом Ленца всегда препятствуют изменению тока, вызвавшего их. Рассмотрим это явление подробнее.

Пусть имеется цепь, состоящая из контура L, лампочки Л с резистором R, батареи Б и ключа К (рис. 68).

При замыкании ключа по цепи пойдет ток и возникнет магнитный поток, пронизывающий виток контура L. В соответствии с правилом Ленца магнитный поток индукционного тока будет противодействовать нарастанию магнитного потока основного тока, т.е. будет направлен в противоположную сторону (пунктирные кривые). Индукционный ток (экстраток), таким образом, имеет направление, противоположное направлению основного тока, вследствие чего последний не сразу достигнет величины, определяемой законом Ома: I0=Э/R, где Э - ЭДС батареи, R - полное сопротивление всей цепи. Лампочка Л будет разгораться постепенно.

Установим характер изменения тока в цепи. Так как в цепи кроме ЭДС источника действует еще ЭДС самоиндукции, то можно записать следующее равенство: . (7.12) Это равенство преобразуем к виду

. (7.13)

Разделим переменные и проинтегрируем правую и левую части:

.

После взятия интеграла окончательно получим:



. (7.14)

Из (7.14) видно, что ток растет по экспоненциальному закону и достигает значения I0 через бесконечное время. Практически ток i(t) будет отличаться от I0 на малую величину уже через сравнительно небольшой отрезок времени, равный: t = L/R. Эта величина называется временем релаксации или постоянной времени RL цепи.

Когда t = τ = L/R, показатель степени экспоненты равен единице со знаком «минус» и i = 0,63I0. Время релаксации в данном случае есть время, в течение которого ток в цепи достигает значения 0,63 от максимального значения I0 (рис. 69).

Рассмотрим обратный процесс, когда ток в цепи выключается. Поток, связанный с током витка, полностью исчезает. Изменение магнитного потокосцепления вызывает появление тока самоиндукции (экстратока размыкания), который своим магнитным полем будет поддерживать магнитный поток основного тока. В этом случае ток самоиндукции направлен так же, как и основной. В результате в цепи возникает постепенно убывающий ток и лампочка гаснет не сразу.

Установим закон убывания тока в цепи. Предположим, что в уравнении (7.12) Э = 0. Это условие отключения источника питания. Тогда

или .

Разделим переменные и проинтегрируем:

.

Отсюда . (7.15)

Следовательно, сила тока в цепи убывает по экспоненциальному закону (рис. 70).

Скорость убывания определяется временем релаксации . Чем больше индуктивность и меньше сопротивление, тем медлен­нее происходит исчезновение тока в цепи.

Из выражения (7.11) следует, что разность потенциалов, возникающая в контуре при изменении электрического тока может быть представлена в виде

.

Отсюда ток в цепи в любой момент времени t можно выразить следующим образом:

.

Здесь - начальный ток, определяемый всей предысторией протекания тока в цепи до момента отсчета времени t.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 | 116 | 117 | 118 | 119 | 120 | 121 | 122 | 123 |


При использовании материала, поставите ссылку на Студалл.Орг (0.008 сек.)