Электромагнитная индукция. Самоиндукция и взаимоиндукция. Эдс взаимоиндукции формула

Взаимоиндукция

В статье "Явление электромагнитной индукции" было дано определение взаимоиндукции. Было указано, что взаимоиндукцией называется влияние изменяющегося магнитного поля одного проводника на другой проводник, в результате чего во втором проводнике возникает индуктированная электродвижущая сила (ЭДС). Пусть мы имеем два проводника I и II (рисунок 1) или две катушки, или два контура.

Рисунок 1. Явление взаимоиндукции

Ток в первом проводнике i1 создается источником напряжения (на чертеже не показанном). Ток i1 образует магнитный поток Ф1, одна часть которого Ф12 пересекает второй проводник, а другая часть Ф11 замыкается помимо второго проводника:

Ф1 = Ф12 + Ф11 .

Если вместо проводников возьмем две катушки с числом витков w1 и w2, то потокосцепление второго контура будет:

ψ12 = w2 × Ф12 .

Так как поток Ф12 пропорционален току i1, то зависимость между потокосцеплением ψ12 и током i1 будет:

ψ12 = M12 × i1 ,

откуда

где M12 – коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом взаимоиндукции  или взаимной индуктивностью двух катушек (или контуров).

Размерность взаимной индуктивности определяется так:

Таким образом, взаимная индуктивность M измеряется в тех же единицах, что и индуктивность L.

Взаимная индуктивность зависит от числа витков катушек, их размера, взаимного расположения катушек и магнитной проницаемости среды, в которой находятся катушки.

Если пропускать ток i2 по второму проводнику, то по аналогии можно написать:

ψ21 = w1 × Ф21 .

и

ψ21 = M21 × i2 ,

откуда получим формулу взаимоиндукции для второго контура

Пользуясь законом Ома для магнитной цепи, можно доказать, что

где Rм – магнитное сопротивление замкнутого контура, по которому проходят магнитные потоки Ф12 и Ф21.

В выражения

подставим значения ψ12, ψ21, Ф12, Ф21.

Таким образом, M12 = M21 = M.

Следовательно, взаимная индуктивность двух индуктивно или магнитно-связанных цепей не зависит от того, какой цепью будет создаваться магнитный поток.

При изменении тока i1 магнитные потоки Ф11 и Ф12 будут изменяться и во втором контуре возникнет индуктированная ЭДС, величина которой будет равна:

аналогично:

Эти ЭДС называются ЭДС взаимоиндукции. Если первый контур обладает сопротивлением r1 и индуктивностью L1, то напряжение U1, приложенное к этому контуру, должно уравновесить ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции, а также падение напряжения в сопротивлении r1 контура:

Для второго контура:

Между индуктивностями L1 и L2 контуров и взаимной индуктивностью M существует зависимость:

Однако эта формула верна когда весь поток, создаваемый первым контуром, сцепляется с витками второго контура. На практике M меньше , то есть

Величина k меньше единицы и называется коэффициентом связи катушек. Этот коэффициент равнялся бы единице в том случае, если бы Ф12 = Ф1 и Ф21 = Ф2.

Электромагнитная связь между двумя контурами может быть изменена, если сближать контуры или удалять их один от другого, а также если менять взаимное расположение контуров.

В технике применяют приборы, работающие по принципу взаимной индукции и служащие для изменения индуктивности цепи. Такие приборы называются вариометрами. Они состоят из двух последовательно соединенных катушек, одна из которых может вращаться внутри другой.

Пусть обе катушки расположены так, чтобы оси их были параллельны одна другой и магнитные поля катушек направлены одинаково (согласное включение). В этом случае:

где индуктивность системы

L’ = L1 + L2 + 2 × M .

Если повернуть внутреннюю катушку на 180°, то в этом случае магнитные потоки будут направлены навстречу один другому (встречное включение).

В этом случае:

где

L’’ = L1 + L2 – 2 × M .

Вращая внутреннюю катушку между первым и вторым положениями, мы можем менять индуктивность системы в пределах от L’ до L’’.

По принципу взаимной индуктивности работают трансформаторы, нашедшие весьма широкое применение в технике.

Бывает, что взаимная индукция нежелательна: две линии связи (телефонные) оказывают взаимное влияние, мешая работе одна другой. Линии сильного тока, расположенные параллельно и вблизи линии связи, индуктируют в последней токи, вызывающие шум и треск, мешающие телефонным переговорам.

Рисунок 2. Взаимоиндукция

И для вашего развития посмотрите доклад доктора технических наук Ацюковского Владимира Акимовича, о взаимоиндукции проводников:

Источник: Кузнецов М.И., "Основы электротехники" - 9-е издание, исправленное - Москва: Высшая школа, 1964 - 560с.

www.electromechanics.ru

Электромагнитная индукция (взаимоиндукция) | Простая электроника

Явление возникновения ЭДС в одной катушке при изменении силы тока в другой катушке, расположенной вблизи от нее, называется взаимоиндукция, а возникающая при этом ЭДС называется ЭДС взаимоиндукции.

Величина ЭДС взаимоиндукции выражается формулой

где      е М 1,2 – индуктированная ЭДС взаимоиндукции;

    DI – изменение тока в первичной катушке в амперах за время Dt секунд.

Направление ЭДС взаимоиндукции определяется по правилу Ленца: ЭДС взаимоиндукции во вторичной катушке имеет такое направление, при котором она противодействует изменениям тока первичной катушки.

Коэффициент М, называется коэффициентом взаимоиндукции или взаимной индуктивностью.

За единицу взаимной индуктивности в системе единиц принят 1 генри.

Две катушки обладают взаимной индуктивностью в 1 генри, если при равномерном изменении тока в одной из них на 1 ампер в 1 секунду во второй катушке индуктируется ЭДС взаимоиндукции в 1 вольт.

Коэффициент взаимной индукции двух катушек, расположенных на одном тороидальном сердечнике, определяется формулой

где    М1,2 – коэффициент взаимной индукции в генри;

    ω1 – число витков первичной катушки;

    ω2 – число витков вторичной катушки;

    l – длина средней магнитной силовой линии, замыкающейся через обе катушки, в метрах;

    S – площадь поперечного сечения сердечника катушки в квадратных метрах;

    μ – магнитная проницаемость сердечника катушки .

 

Между индуктивностями катушек и их взаимной индуктивностью существует следующее соотношение:

где     L1 и L2 – индуктивности катушек в генри;

    К – коэффициент связи катушек, изменяющийся в пределах от 0 до 1 в зависимости от взаимного расположения катушек.

 

Общая индуктивность нескольких катушек, соединенных между собой последовательно, но индуктивно между собой не связанных, определяются по формуле

 При параллельном соединении катушек, не связанных индуктивно друг с другом, общая индуктивность определяется по формуле

 Если две катушки соединены последовательно и индуктивно связаны друг с другом, то их общая индуктивность определяется по формуле

 Знак плюс в этой формуле перед величиной 2М1,2 указывает на согласное включение катушек (направление собственного потока в одной катушке совпадает с направлением собственного потока в другой катушке), а знак минус – на встречное.

Величина энергии, запасенной в магнитном поле катушки, определяется формулой

где     Wм – энергия магнитного поля в джоулях;

    I – ток в амперах;

    L – индуктивность катушки в генри.

Поделитесь этой статьей с друзьями в социальных сетях:Свяжитесь с автором статьи в социальных сетях:

lightelectronics.ru

Взаимоиндукция

Возьмем два параллельных контура. Если в контуре 1 проходит ток, то он создает магнитный поток Ф21, пронизывающий второй контур: Ф21 = М21i1, М21 – коэффициент взаимоиндукции, зависит от размеров и формы обоих контуров, их взаимного расположения и магнитной проницаемости среды.

При изменении тока в контуре 1 будет изменяться магнитный поток Ф21, пронизывающий контур 2, и в нем будет возникать ЭДС индукции. Явление возникновения ЭДС индукции в одном контуре при изменении тока в другом контуре называется взаимоиндукцией.

ЭДС взаимоиндукции: .

Это явление широко используется в технике: при передаче электроэнергии – трансформаторы, для получения чистых металлов.

Индукционные токи могут возбуждаться и в сплошных массивных проводниках. Их называют токами Фуко. Сопротивление массивного проводника мало, поэтому токи Фуко могут достигать больших значений. Тепловое действие токов Фуко используется в индукционных печах для плавления металлов. Плавление металлов в вакууме позволяет получать материалы высокой чистоты.

Токи Фуко имеют такое направление, чтобы своим действием препятствовать причине, их вызывающей. Поэтому движущиеся в сильном магнитном поле хорошие проводники испытывают сильное торможение, обусловленное взаимодействием токов Фуко с магнитным полем. Это используется для демпфирования (успокоения) подвижных частей гальванометров, сейсмографов и других приборов.

Энергия магнитного поля

Рассмотрим схему, состоящую из источника тока, катушки индуктивности и сопротивления. При замкнутом ключе в катушке индуктивности установится ток I, который создает магнитное поле, сцепленное с витками катушки индуктивности.

Если ключ разомкнуть, то через сопротивление R некоторое время будет протекать ток, обусловленный ЭДС самоиндукции. Работа, совершаемая при этом, будет

. Эта работа идет на изменение внутренней энергии сопротивления. Совершение этой работы сопровождается исчезновением магнитного поля. Следовательно, магнитное поле является носителем энергии, за счет которой и совершается работа. Выразим энергию магнитного поля через величины, характеризующие само поле.

, здесь N – число витков катушки, n - число витков на единице длины катушки, l – длина катушки, V- объем катушки.

- объемная плотность энергии магнитного поля.

Зная плотность энергии в каждой точке, можно найти энергию магнитного поля, заключенную в любом объеме.

.

Процессы в колебательном контуре

Простейший колебательный контур состоит из конденсатора и катушки индуктивности, соединенных между собой. Колебания в контуре можно вызвать зарядив конденсатор или возбудив ток в индуктивности с помощью внешнего магнитного поля. Рассмотрим первый случай.

Зарядим конденсатор, поставив переключатель в положение 1. Между пластинами конденсатора появится электрическое поле, которое будет иметь определенную энергию.

Замкнем конденсатор на катушку индуктивности, поставив переключатель в положение 2. Конденсатор начнет разряжаться и электрическое поле в нем будет уменьшаться. Ток разряда, проходя через катушку индуктивности, будет наводить в ней ЭДС самоиндукции, которая, по правилу Ленца, будет препятствовать быстрому нарастанию тока, поэтому ток в ней будет нарастать постепенно.

Через некоторое время конденсатор разрядится и энергия электрического поля в нем станет равной 0, а ток разряда достигнет максимума. Следовательно, и энергия магнитного поля станет максимальной: , т.е., энергия электрического поля конденсатора превратилась в энергию магнитного поля катушки индуктивности.

Так как конденсатор разрядился, следовательно, ток разряда должен прекратиться. Но как только ток разряда начнет уменьшаться, это вызовет ЭДС самоиндукции и ток самоиндукции, который, в соответствии с правилом Ленца, будет стремиться поддержать ток разряда и, следовательно, будет направлен также как и ток разряда. Поэтому конденсатор начнет перезаряжаться и между его пластинами появится электрическое поле противоположного направления.

Через некоторое время ток прекратится, магнитное поле исчезнет, а конденсатор перезарядится. Энергия магнитного поля превратилась в энергию электрического поля. Далее конденсатор опять начнет разряжаться и все процессы повторятся. Если активное сопротивление контура равно 0, то процесс периодического превращения энергии электрического поля в энергию магнитного поля и обратно будет продолжаться неограниченно долго, и мы получим незатухающие электромагнитные колебания.

Электромагнитные колебания, происходящие под действием процессов в самом колебательном контуре, называются свободными.

Найдем уравнение колебаний в идеальном контуре (R = 0).

По второму закону Кирхгофа сумма ЭДС в контуре равна сумме напряжений на всех участках контура.

. Перенесем все члены уравнения в одну сторону и разделим на L, учтем также, что i = q'.

- получили дифференциальное уравнение 2-го порядка с постоянными коэффициентами. Для решения дифференциального уравнения нужно найти корни характеристического уравнения

корни характеристического уравнения получились мнимые, следовательно, решение уравнения имеет вид , где- собственная частота колебаний контура. Ток в контуре:, а напряжение на конденсаторе:- колебания тока и напряжения сдвинуты по фазе на.

Лекция 14

studfiles.net

Электродвижущая сила самоиндукции формула. Самоиндукция. ЭДС самоиндукции

Явление возникновения ЭДС в контуре при пересечении его магнитным полем называется электромагнитной индукцией .

Если проводник или катушка перемещаются в магнитном поле и при этом пересекают магнитные силовые линии, то в проводнике или катушке будет возникать индуцированная ЭДС, а если проводник или катушка замкнуты, то возникает индуцированный ток (закон Фарадея)

Е пр =Вlv

Направление индуцированной ЭДС определяется правилом правой руки: правую руку надо расположить так, чтобы магнитные силовые линии были направлены перпендикулярно ладони, а отогнутый на 90° большой палец был направлен по вектору скорости, тогда четыре вытянутых пальца покажут направление ЭДС.

При изменении магнитного потока, охватываемого замкнутым контуром, в нем индуктируется ЭДС (закон Максвелла)

Правило Ленца : индуцируемая ЭДС всегда возникает такого направления, чтобы своим магнитным полем препятствовать тем причинам, которые его вызывают. Знак «-» отражает правило Ленца.

При прохождении переменных магнитных потоков наводятся ЭДС и возникают вихревые токи, которые нагревают магнитопровод и производят размагничивающее действие.

При изменении тока в проводнике изменяется магнитный поток, создаваемый этим током. Изменение магнитного потока индуцирует в проводнике ЭДС. Это явление называется самоиндукцией . Особенно сильно сказывается самоиндукция в цепях, содержащих железные сердечники (электромоторы, трансформаторы, электромагниты). Явление самоиндукции характеризуется индуктивностью L. Величина ЭДС самоиндукции пропорциональна скорости изменения электрического тока и обратно направлена

Единица измерения – генри (Гн).

Знак «-» обозначает, что e направлена в сторону, противоположную скорости изменения тока.

При протекании электрического тока в контуре магнитный поток сцепления y пропорционален силе электрического тока I

где L – коэффициент пропорциональности, называемый индуктивностью контура. Зависит от геометрической формы и размеров контура и магнитной проницаемости окружающей среды.

С изменением силы тока I изменяется и магнитный поток, сцепленный с контуром, а всякое изменение магнитного потока создает э.д.с.

e =

Т.о., изменение силы тока в контуре приводит к возникновению ЭДС индукции в том же самом контуре. Это явление называется самоиндукцией. Особенно сильно сказывается самоиндукция в цепях, содержащих железные сердечники (электромоторы, трансформаторы, электромагниты).

Явление самоиндукции – это своего рода проявление закона инерции для электрических процессов. Если ток в цепи возрастает, ЭДС самоиндукции направлена навстречу току и стремится воспрепятствовать этому возрастанию. Если ток в цепи убывает, ЭДС самоиндукции направлена в сторону течения тока и стремится поддерживать его, чтобы воспрепятствовать этому убыванию.

Взаимная индукция : если две катушки с током расположить рядом, то магнитное поле каждой из них будет пронизывать контур другой. Взаимной индукцией называется явление наведения ЭДС в одном контуре при изменении тока в другом. Для оценки степени магнитной связи применяют взаимную индуктивность М

М=R´ÖL1´L2

где R

Вихревые токи: в магнитопроводах электротехнических устройств (электрических машин, трансформаторов) при прохождении переменных магнитных потоков наводятся ЭДС и возникают вихревые токи. Эти токи нагревают магнитопровод, создают дополнительные потери и производят размагничивающее действие. С целью уменьшения потерь от вихревых токов сердечники трансформаторов и других устройств выполняют из специальных сортов электротехнической стали, имеющей повышенное удельное сопротивление. С этой же целью сердечники выполняют не сплошными, а набранными из тонких листов (0,1 – 0,5 мм), изолированных друг от друга лаком.

При изменении тока в проводнике, витке или индуктивной катушке изменяется магнитный поток, создаваемый этим током. Изменение магнитного потока индуцирует в проводнике (витке, индуктивной катушке) ЭДС, действие которой направлено на поддержание предшествующего состояния поля. Такое явление называется самоиндукцией. Направление ЭДС самоиндукции определяется по правилуЛенца.

Электродвижущая сила самоиндукции имеет всегда такое на­правление, при котором она препятствует изменению вызвавшего ее тока .

Следовательно, при возрастании тока в проводнике (индуктивной катушке) индуцированная в ней ЭДС самоиндукции будет направлена против тока, т. е. будет препятствовать его возрастанию (рис. 10, а),и, наоборот, при уменьшении тока в проводнике (индуктивной катушке) возникает ЭДС самоиндукции, совпадающая по направлению с током, т. е. препятствующая его убыванию (рис. 10,6).

Способность различных проводников (индуктивных катушек)

индуцировать ЭДС самоиндукции оценивается индуктивностью L. Единица индуктивности - генри (Гн). Такой индуктивностью обладает проводник, в котором возникает ЭДС самоиндукции, равная 1 В, при изменении тока на 1 А за 1 с:

Знак « - » в формуле отражает правило Ленца.

а - при увеличении тока; б - при уменьшении тока

На практике индуктивность часто измеряют в тысячных долях генри - миллигенри (мГн) и в миллионных долях генри - микрогенри (мкГн).

Значение индуктивности L зависит от конструкции элементов цепи.

Так, для индуктивной катушки с числом витков w , магнитопроводом длины, сечения S и магнитной проницаемостью индуктивность

Если катушки своими полями не влияют друга на друга, то при последовательном соединении индуктивных катушек с индуктивностями ... общая индуктивность

При параллельном соединение

Запомните

Если ток в индуктивной катушке не изменяется, то ЭДС самоиндукции не возникает.

Явление самоиндукции в тех или иных проводниках характеризуется индуктивностью L. Индуктивность - это размерный коэффициент пропорциональности между скоростью изменения тока во времени и индуцируемой при этом ЭДС.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. При каких условиях возникает ЭДС самоиндукции?

2. В каких единицах измеряется индуктивность?

3. Как изменится ЭДС самоиндукции, если скорость изменения тока, проходящего через индуктивную катушку, возросла?

ВЗАИМОИНДУ

220vguru.ru

определение, формула, применение на практике

«Самоиндукция останавливает рост напряжения в индуктивных цепях». Если ваша работа или увлечение связаны с электричеством вы наверняка слышали подобные высказывания. На самом деле это явление присуще индуктивным цепям, как в явном виде, например, катушек, так и в неявном, такие как паразитные параметры кабеля. В этой статье мы простыми словами расскажем о том, что такое самоиндукция и где она применяется.

Определение

Самоиндукцией называется появление в проводнике электродвижущей силы (ЭДС), направленной в противоположную сторону относительно напряжения источника питания при протекании тока. При этом оно возникает в момент, когда сила тока в цепи изменяется. Изменяющийся электрической ток порождает изменяющееся магнитное поле, оно в свою очередь наводит ЭДС в проводнике.

Это похоже на формулировку закона электромагнитной индукции Фарадея, где сказано:

При прохождении магнитного потока через проводник, в последнем возникает ЭДС. Она пропорциональна скорости изменения магнитного потока (мат. производная по времени).

То есть:

E=dФ/dt,

Где E – ЭДС самоиндукции, измеряется в вольтах, Ф – магнитный поток, единица измерения – Вб (вебер, он же равен В/с)

Индуктивность

Мы уже сказали о том, что самоиндукция присуща индуктивным цепям, поэтому рассмотрим явление самоиндукции на примере катушки индуктивности.

Катушка индуктивности – это элемент, который представляет собой катушку из изолированного проводника. Для увеличения индуктивности увеличивают число витков или внутрь катушки помещают сердечник из магнитомягкого или другого материала.

Единица измерения индуктивности – Генри (Гн). Индуктивность характеризует то, насколько сильно проводник противодействует электрическому току. Так как вокруг каждого проводника, по которому протекает ток, образуется магнитное поле, и, если поместить проводник в переменное поле – в нем возникнет ток. В свою очередь магнитные поля каждого витка катушки складываются. Тогда вокруг катушки, по которой протекает ток, возникнет сильное магнитное поле. При изменении его силы в катушке будет изменяться и магнитный поток вокруг неё.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, если катушку будет пронизывать переменный магнитный поток, то в ней возникнет ток и ЭДС самоиндукции. Они будут препятствовать току, который протекал в индуктивности от источника питания к нагрузке. Их еще называют экстратоки ЭДС самоиндукции.

Формула ЭДС самоиндукции на индуктивности имеет вид:

То есть чем больше индуктивность, и чем больше и быстрее изменился ток – тем сильнее будет всплеск ЭДС.

При возрастании тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции, которая направлена против напряжения источника питания, соответственно возрастание тока замедлится. То же самое происходит при убывании – самоиндукция приведет к появлению ЭДС, которое будет поддерживать ток в катушке в том же направлении, что и до этого. Отсюда следует, что напряжение на выводах катушки будет противоположным полярности источника питания.

На рисунке ниже вы видите, что при включении/отключении индуктивной цепи ток не резко возникает, а изменяется постепенно. Об этом говорят и законы коммутации.

Другое определение индуктивности звучит так: магнитный поток пропорционален току, но в его формуле индуктивность выступает в качестве коэффициента пропорциональности.

Ф=L*I

Трансформатор и взаимоиндукция

Если расположить две катушки в непосредственной близости, например, на одном сердечнике, то будет наблюдаться явление взаимоиндукции. Пропустим переменный ток по первой, тогда её переменный поток будет пронизывать витки второй и на её выводах появится ЭДС.

Это ЭДС будет зависеть от длины провода, соответственно количества витков, а также от величины магнитной проницаемости среды. Если их расположить просто около друг друга — ЭДС будет низким, а если взять сердечник из магнитомягкой стали – ЭДС будет значительно больше. Собственно, так и устроен трансформатор.

Интересно: такое взаимное влияние катушек друг на друга называют индуктивной связью.

Польза и вред

Если вам понятна теоретическая часть, стоит рассмотреть где применяется явление самоиндукции на практике. Рассмотрим на примерах того, что мы видим в быту и технике. Одно из полезнейших применений – это трансформатор, принцип его работы мы уже рассмотрели. Сейчас встречаются все реже, но ранее ежедневно использовались люминесцентные трубчатые лампы в светильниках. Принцип их работы основан на явлении самоиндукции. Её схемы вы можете увидеть ниже.

После подачи напряжения ток протекает по цепи: фаза — дроссель — спираль — стартер — спираль — ноль.

Или наоборот (фаза и ноль). После срабатывания стартера, его контакты размыкаются, тогда дроссель (катушка с большой индуктивностью) стремится поддержать ток в том же направлении, наводит ЭДС самоиндукции большой величины и происходит розжиг ламп.

Аналогично это явление применяется в цепи зажигания автомобиля или мотоцикла, которые работают на бензине. В них в разрыв между катушкой индуктивности и минусом (массой) устанавливают механический (прерыватель) или полупроводниковый ключ (транзистор в ЭБУ). Этот ключ в момент, когда в цилиндре должна образоваться искра для зажигания топлива, разрывает цепь питания катушки. Тогда энергия, запасенная в сердечнике катушки, вызывает рост ЭДС самоиндукции и напряжение на электроде свечи возрастает до тех пор, пока не наступит пробой искрового промежутка, или пока не сгорит катушка.

В блоках питания и аудиотехнике часто возникает необходимость убрать из сигнала лишние пульсации, шумы или частоты. Для этого используются фильтры разных конфигурации. Один из вариантов это LC, LR-фильтры. Благодаря препятствию роста тока и сопротивлению переменного тока, соответственно, возможно добиться поставленных целей.

Вред ЭДС самоиндукции приносит контактам выключателей, рубильников, розеток, автоматов и прочего. Вы могли заметить что, когда вытаскиваете вилку работающего пылесоса из розетки, очень часто заметна вспышка внутри неё. Это и есть сопротивление изменению тока в катушке (обмотке двигателя в данном случае).

В полупроводниковых ключах дело обстоит более критично – даже небольшая индуктивность в цепи может привести к их пробою, при достижении пиковых значений Uкэ или Uси. Для их защиты устанавливают снабберные цепи, на которых и рассеивается энергия индуктивных всплесков.

Заключение

Подведем итоги. Условиями возникновения ЭДС самоиндукции является: наличие индуктивности в цепи и изменение тока в нагрузке. Это может происходить как в работе, при смене режимов или возмущающих воздействиях, так и при коммутации приборов. Это явление может нанести вред контактам реле и пускателей, так как приводит к образованию дуги при размыкании индуктивных цепей, например, электродвигателей. Чтобы снизить негативное влияние большая часть коммутационной аппаратуры оснащается дугогасительными камерами.

В полезных целях явление ЭДС используется довольно часто, от фильтра для сглаживания пульсаций тока и фильтра частот в аудиоаппаратуре, до трансформаторов и высоковольтных катушек зажигания в автомобилях.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме, на которых кратко и подробно рассматривается явление самоиндукции:

Надеемся, теперь вам стало понятно, что такое самоиндукция, как она проявляется и где ее можно использовать. Если возникли вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

Материалы по теме:

samelectrik.ru

§24. Взаимоиндукция

Взаимоиндукцией называется явление индуцирования э. д. с. в проводнике или катушке при изменении магнитного потока, создаваемого другим проводником (катушкой). Индуцируемая таким образом э. д. с. ем носит название э. д. с. взаимоиндукции. Примером является индуцирование э. д. с. ем в проводнике ВГ (см. рис. 54) при изменении тока i1 в проводнике АБ, а также индуцирование э. д. с. е2 в катушке 2 (см. рис. 55, а) при изменении тока в катушке 1.

Если два замкнутых контура или две катушки 1 и 2 (рис. 66) сцеплены с общим магнитным потоком Ф12, то такие контуры и катушки называют индуктивно или магнитносвязанными. Для оценки степени их связи введено понятие взаимоиндуктивности М. Взаимоиндуктивность, так же как и индуктивность L, измеряется в генри (Гн).

Если известна взаимоиндуктивность М, то э. д. с. взаимоиндукции ем, индуцированная в каком-либо контуре или катушке, при изменении тока i в другом контуре или катушке может быть получена из формулы (51) для индуцированной э. д. с. При этом

ем = – M ?i / ?t (55)

Рис. 66. Две индуктивно связанные катушки

Следовательно, э. д. с. взаимоиндукции так же как и э. д. с. самоиндукции, пропорциональна скорости ?i/?t изменения тока, создающего магнитное поле. Кроме того, она зависит от числа витков обеих катушек ?1 и ?2 и от магнитного сопротивления связывающего их магнитопровода (т. е. от его длины l, поперечного сечения s и магнитной проницаемости). Направление э. д. с. взаимоиндукции определяется по правилу Ленца: она всегда направлена так, что стремится препятствовать изменению создающего ее тока.

Взаимоиндукция дает возможность связывать посредством магнитного поля различные электрические цепи. Явление взаимоиндукции широко используются в трансформаторах, радиотехнических устройствах и устройствах автоматики. Однако в некоторых случаях возникновение э. д. с. взаимоиндукции является нежелательным. Например, э. д. с. взаимоиндукции, индуцированные в линиях связи (телефонных и телеграфных проводах), проложенных вдоль высоковольтных линий электропередачи или вдоль контактной сетиэлектрофицированных железных дорог переменного тока, создают помехи при передаче телефонных или телеграфных сигналов. Поэтому линии связи стремятся располагать перпендикулярно проводам линий электропередачи или выполнять их в виде кабельных линий, защищенных металлическими экранами.

electrono.ru

Электромагнитная индукция. Самоиндукция и взаимоиндукция. — КиберПедия

Электромагнитная индукция (индукция значит наведение) это явление, при котором в замкнутом контуре возникает электрический ток при изменении магнитного потока, пронизывающего его.

Явление электромагнитной индукции было обнаружено в 1831 г. М. Фарадеем. Ток, возникающий при электромагнитной индукции, называют индукционным. Магнитным потоком Φ через площадь S контура называют величину

где B – модуль вектора магнитной индукции, α – угол между вектором и нормалью к плоскости контура

Фарадей экспериментально установил, что при изменении магнитного потока в проводящем контуре возникает ЭДС индукции инд, равная скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взятой со знаком минус:

Эта формула носит название закона Фарадея.

 

Самоиндукция является важным частным случаем электромагнитной индукции, когда изменяющийся магнитный поток, вызывающий ЭДС индукции, создается током в самом контуре. Если ток в рассматриваемом контуре по каким-то причинам изменяется, то изменяется и магнитное поле этого тока, а, следовательно, и собственный магнитный поток, пронизывающий контур. В контуре возникает ЭДС самоиндукции, которая препятствует изменению тока в контуре.

Собственный магнитный поток Φ, пронизывающий контур или катушку с током, пропорционален силе тока I:

Коэффициент пропорциональности L в этой формуле называется коэффициентом самоиндукции или индуктивностьюкатушки. Единица индуктивности в СИ называется генри (Гн).

Взаимоиндукция (взаимная индукция) — возникновение электродвижущей силы (ЭДС индукции) в одном проводнике вследствие изменения силы тока в другом проводнике или вследствие изменения взаимного расположения проводников. Взаимоиндукция — частный случай более общего явления — электромагнитной индукции. При изменении тока в одном из проводников или при изменении взаимного расположения проводников происходит изменение магнитного потока через (воображаемую) поверхность, "натянутую" на контур второго, созданного магнитным полем, порожденным током в первом проводнике, что по закону электромагнитной индукции вызывает возникновение ЭДС во втором проводнике. Если второй проводник замкнут, то под действием ЭДС взаимоиндукции в нём образуется индуцированный ток. И наоборот, изменение тока во второй цепи вызовет появление ЭДС в первой. Направление тока, возникшего при взаимоиндукции, определяется по правилу Ленца. Правило указывает на то, что изменение тока в одной цепи (катушке) встречает противодействие со стороны другой цепи (катушки).

Чем большая часть магнитного поля первой цепи пронизывает вторую цепь, тем сильнее взаимоиндукция между цепями. С количественной стороны явление взаимоиндукции характеризуется взаимной индуктивностью (коэффициентом взаимоиндукции, коэффициентом связи). Для изменения величины индуктивной связи между цепями, катушки делают подвижными. Приборы, служащие для изменения взаимоиндукции между цепями, называются вариометрами связи.

Явление взаимоиндукции широко используется для передачи энергии из одной электрической цепи в другую, для преобразования напряжения с помощью трансформатора.

 

cyberpedia.su

---

• 
  Коэффициент загрузки трансформатора по пуэ
• 
  Укладка линолеум антистатический
• 
  Фаза на нулевом проводе
• 
  Штрабление или штробление
• 
  Какой установить счетчик электроэнергии
• 
  За направление электрического тока принимается направление
• 
  Счетчик непрямого включения
• 
  Соединение саморегулирующего кабеля с силовым
• 
  Схема защита от короткого замыкания
• 
  Приложение для настройки спутниковых антенн мтс
• 
  Схема двигателя эл