Запомните!

Электромагнетизм

· Электромагнитная индукция

В основе работы многих электротехнических устройств (электромеханических генераторов, трансформаторов) лежит явление электромагнитной индукции, открытое М. Фарадеем в 1831 г. Несколько позже российский академик Э. Ленц определил направление электродвижущей силы, а количественную зависимость индуцированной ЭДС от скорости изменения магнитного потока установил Дж. Максвелл.

Явление электромагнитной индукции заключается в том, что изменение магнитного поля вокруг проводника, связанное с пересечением проводника магнитными силовыми линиями, вызывает появление ЭДС в этом проводнике. При этом безразлично, будет ли изменяться магнитное поле относительно проводника или проводник будет перемещаться в магнитном поле. Значение индуцированной ЭДС определяется законом электромагнитной индукции М. Фарадея.

Он формулируется следующим образом. Индуцированная ЭДС прямо пропорциональна индукции В, активной длине проводника I и скорости v его перемещения в направлении, перпендикулярном линиям магнитного поля:

где — угол между направлениями скорости поля. Если = 90° (что бывает часто), то е = Blv.

Направление ЭДС определяют согласно правления ЭДС согласно правилу правой руки(рис. 2.1)

Рис. 2.1 Определение ЭДС согласно правилу правой руки.

Если поставить правую руку так, чтобы магнитные линии входили в ладонь, а отставленный большой палец указывал направление движения проводника, то вытянутые четыре пальца укажут направление индуцируемой ЭДС. При изменении магнитного потока, охватываемого замкнутым контуром, в нем индуцируется ЭДС

где t — промежуток времени, в течение которого магнитный поток изменяется на Ф.

В катушке с w витками Знак «-» отражает правило Ленца:

Индуцированная ЭДС имеет такое направление, при котором созданный ею ток противодействует причине, вызвавшей появление ЭДС, т. е. противодействует изменению магнитного потока.

Запомните!

Ø Явление электромагнитной индукции широко используется^ в различных электрических машинах и устройствах. На этом принципе основано устройство электрических генераторов, двигателей и трансформаторов.

Ø Направление ЭДС определяют согласно правилу правой руки.

Ø Индуцирование ЭДС в проводнике происходит независимо от того, включен ли он в какую-либо электрическую цепь или нет. Если присоединить концы этого проводника к какому-либо приемнику электрической энергии, то под влиянием разности потенциалов на концах проводника по замкнутой цепи потечет электрический ток.

Ø Индуцируемая ЭДС стремится противодействовать причине, ее вызывающей.

· Сомоиндукция

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 правилу Ленца. 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. 2.2, а), и, наоборот, при уменьшении тока в проводнике (индуктивной катушке) возникает ЭДС самоиндукции, совпадающая по направлению с током, т. е. препятствующая его убыванию (рис. 2.2,б). 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.

Рис. 2.2, Направление ЭДС самоиндукции в индуктивной катушке:

а - при увеличении тока; б - при уменьшении тока

На практике индуктивность часто измеряют в тысячных долях генри — миллигенри (мГн) и в миллионных долях генри — микро. генри (мкГн). Значение индуктивности L зависит от конструкции элементов цепи. Так, для индуктивной катушки с числом витков w, магнитопроводом длины I, сечения S и магнитной проницаемостью µ индуктивность

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

...

При параллельном соединении

12 Следующая ⇒