Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Токи при размыкании и замыкании цепи




При всяком изменении силы тока в проводящем контуре возникает ЭДС самоиндукции, в результате чего в контуре появляются дополнительные токи, называемые экстратоками самоиндукции. Экстратоки самоиндукции, согласно правилу Ленца, всегда направлены так, чтобы препятствовать изменениям тока в цепи, т.е. направлены противоположно току, создаваемую источником. При выключение источника тока экстратоки имеют такое же направление, что и ослабевающий ток. Следовательно, наличие индуктивности в цепи приводит к замедлению исчезновения или установления тока в цепи.

1). Рассмотрим процесс выключения тока в цепи, содержащей источник тока с ЭДС , резистор сопротивления и катушку индуктивностью . Под действием внешней ЭДС в цепи течет постоянный ток

(внутренним сопротивлением ЭДС пренебрегаем).

В момент времени отключим источник тока. Ток в катушке индуктивностью начнет уменьшаться, что приведет к возникновению ЭДС самоиндукции , препятствующей, согласно правилу Ленца, уменьшению тока. В каждый момент времени ток в цепи определяется законом ома , или

.

Разделив в выражении переменные, получим . Интегрируя это уравнение (от нуля до ), находим

,

где - постоянная, называемая временем релаксации.

Оценим значение ЭДС самоиндукции, возникающей при мгновенном увеличении сопротивления цепи постоянного тока от до . Предположим, что мы размыкаем контур, когда в нем течет установившейся ток . Подставив в последнюю формулу выражение для и , получим , т.е. при значительном увеличении сопротивления цепи (), обладающей большой индуктивностью, ЭДС самоиндукции может во многом раз превышать ЭДС источника тока, включенного в цепь. Таким образом, необходимо учитывать, что контур, содержащий индуктивность, нельзя резко размыкать, так как это может привести к пробою изоляции и выводу из строя измерительных приборов.

2). При замыкании цепи помимо внешней ЭДС возникает ЭДС самоиндукции , препятствующая, согласно правилу Ленца, возрастанию тока. По закону Ома, , или

.

Решая уравнение, получаем , где - установившийся ток (при ). Взаимная индукция

Рассмотрим два неподвижных контура (1 и 2), расположенных достаточно близко друг от друга. Если в контуре 1 течет ток , то магнитный поток, создаваемый этим током, пропорционален . Обозначим через ту часть потока, которая пронизывает контур 2. Тогда

,

где - коэффициент пропорциональности.

Если ток изменяется, то в контуре 2 индуцируется ЭДС , которая по закону Фарадея равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока , созданного током в первом контуре и пронизывающего второй:

.

Аналогично, при протекании в контуре 2 тока магнитный поток (его поле изображено штриховыми линиями) пронизывает первый контур. Если - часть этого потока, пронизывающего контур 1, то

Если ток изменяется, то в контуре 1 индуцируется ЭДС , которая равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока , созданного током во втором контуре и пронизывающего первый:

.

Явление возникновения ЭДС в одном из контуров при изменении силы тока в другом называется взаимной индукцией. Коэффициенты пропорциональности и называются взаимной индуктивностью контуров. Расчеты, подтверждаемые опытом, показывают, что и равны друг другу, т.е. = .

Коэффициенты и зависят от геометрической формы, размеров, взаимного расположения контуров и от магнитной проницаемости окружающей контуры среды. Единица взаимной индуктивности та же, что и для индуктивности – генри (Гн).

Рассчитаем взаимную индуктивность двух катушек, намотанных на общий тороидальный сердечник. Магнитная индукция поля, создаваемого первой катушкой с числом витков , током и магнитной проницаемостью сердечника , где - длина сердечника по средней линии. Магнитный поток сквозь один виток второй катушки .

Тогда полный магнитный поток сквозь вторичную обмотку, содержащую витков,

.

Поток создается током , поэтому получаем .





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-09-20; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 803 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Человек, которым вам суждено стать – это только тот человек, которым вы сами решите стать. © Ральф Уолдо Эмерсон
==> читать все изречения...

2279 - | 2133 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.007 с.