От чего зависит индуктивность: 3. Факторы, влияющие на индуктивность катушки | 14. Катушки индуктивности | Часть1

3. Факторы, влияющие на индуктивность катушки | 14. Катушки индуктивности | Часть1

3. Факторы, влияющие на индуктивность катушки

Факторы, влияющие на индуктивность катушки

На индуктивность катушки оказывают влияние следующие основные факторы:

Число витков провода в катушке: При прочих равных условиях, увеличение числа витков приводит к увеличению индуктивности; уменьшение числа витков приводит к уменьшению индуктивности.

Пояснение: чем больше количество витков, тем больше будет магнитодвижущая сила для заданной величины тока.

 

 

Площадь поперечного сечения катушки: При прочих равных условиях, катушка с большей площадью поперечного сечения будет иметь большую индуктивность; а катушка с меньшей площадью поперечного сечения — меньшую индуктивность.

Пояснение: Катушка с большей площадью поперечного сечения оказывает меньшее сопротивление формированию магнитного потока для заданной величины магнитодвижущей силы.

 

 

Длина катушки: При прочих равных условиях, чем больше длина катушки, тем меньше ее индуктивность; чем меньше длина катушки, тем больше ее индуктивность.

Пояснение: Чем больше длина катушки, тем большее сопротивление она оказывает формированию магнитного потока для заданной величины магнитодвижущей силы.

 

 

Материал сердечника: При прочих равных условиях, чем больше магнитная проницаемость сердечника, вокруг которого намотана катушка, тем больше индуктивность; чем меньше магнитная проницаемость сердечника — тем меньше индуктивность.

Пояснение: Материал сердечника с большей магнитной проницаемостью способствует формированию большего магнитного потока для заданной величины магнитодвижущей силы.

 

 

Приблизительное значение индуктивности любой катушки можно найти по следующей формуле:

 

 

Следует понимать, что данная формула дает только приблизительные цифры. Одной из причин такого положения дел является изменение величины магнитной проницаемости при изменении напряженности магнитного поля (вспомните нелинейность кривой В/Н для разных материалов). Очевидно, если проницаемость (µ) в уравнении будет непостоянна, то и индуктивность (L) также будет в некоторой степени непостоянна. Если гистерезис материала сердечника будет существенным, то это непременно отразится на индуктивности катушки. Разработчики катушек индуктивности пытаются минимизировать эти эффекты, проектируя сердечник таким образом, чтобы его намагниченность никогда не приближалась к уровням насыщения, и катушка работала в более линейной части кривой B/H.

Если катушку сделать таким образом, что любой из вышеперечисленных факторов у нее можно механически изменить, то получится катушка с регулируемой величиной индуктивности или вариометр. Наиболее часто встречаются вариометры, индуктивность которых регулируется количеством витков или  положением сердечника (который перемещается внутри катушки). Пример вариометра с изменяемым количеством витков можно увидеть на следующей фотографии:

 

 

Это устройство использует подвижные медные контакты, которые подключаются к катушке в различных точках ее длины. Подобные катушки, имеющие воздушный сердечник, применялись в разработке самых первых радиоприемных устройств.

Катушка с фиксированными значениями индуктивности, показанная на следующей фотографии, представляет собой еще одно раритетное устройство, использовавшееся в первых радиостанциях. Здесь вы можете увидеть несколько витков относительно толстого провода, а так же соединительные выводы:

 

 

А это еще одна катушка индуктивности, так же предназначенная для радиостанций. Для большей жесткости ее провод намотан на керамический каркас:

 

 

Многие катушки индуктивности обладают небольшими размерами, что позволяет монтировать их непосредственно на печатные платы. Посмотрев внимательно на следующую фотографию, можно увидеть две расположенные рядом катушки:

 

 

Две катушки индуктивности расположены справа в центре этой платы и имеют обозначения L1 и L2. В непосредственной близости от них находятся резистор R3 и конденсатор С16. Показанные на плате катушки называются «торроидальными», так как их провод намотан вокруг сердечника, имеющего форму тора.

Как резисторы и конденсаторы, катушки индуктивности могут выполняться в корпусе для поверхностного монтажа (SMD). На следующей фотографии представлено несколько таких катушек:

 

 

Две индуктивности здесь расположены справа в центре платы. Они представляют собой маленькие черные чипы с номером «100», а над одной из них можно увидеть обозначение L

5.

ИНДУКТИВНОСТЬ • Большая российская энциклопедия

ИНДУКТИ́ВНОСТЬ (от лат. inductio – на­ве­де­ние, по­бу­ж­де­ние), ве­ли­чи­на, ха­рак­те­ри­зую­щая маг­нит­ные свой­ст­ва элек­трич.2S/l$, где $μ_0$ – маг­нит­ная про­ни­цае­мость ва­куу­ма. И. це­пей, в ко­то­рые вклю­че­ны со­ле­нои­ды, в осн. оп­ре­де­ля­ет­ся их ин­дук­тив­но­стью.

Что такое индуктивность соленоида?

Соленоид — это проволока, намотанная в спираль, которая создает магнитное поле, когда через него проходит электрический ток, превращая катушку в электромагнит. Индуктивность соленоида — это его способность противостоять изменениям потока электрического тока, основанным на напряженности магнитного поля, которое создает ток. Это похоже на электрический эквивалент инерции, присутствующей в физических объектах, и также является способом выражения количества энергии, запасенной в магнитном поле, создаваемом соленоидом. Он зависит от ряда переменных и выражается в единицах Международной системы (SI), Генри (H), что эквивалентно 1 weber на ампер (1 Wb / A).

Размер и форма соленоида являются основными факторами, которые влияют на индуктивность, но материал также имеет значение. Индуктивность рассчитывается с помощью довольно сложных уравнений, но факторы, влияющие на нее, довольно легко понять и связаны с физическими свойствами соленоида и тем, как наматывается провод. По существу, чем плотнее катушка и чем больше витков, тем выше индуктивность соленоида.

Четыре фактора влияют на индуктивность соленоида. Каждый из этих факторов, взятый отдельно, предполагает, что все другие возможные переменные являются постоянными. То есть каждый рассматривается как отдельный случай того, как они влияют на индуктивность. Первый фактор — это число петель или витков катушки, которое увеличивает индуктивность по мере увеличения числа петель.

Индуктивность соленоида также зависит от диаметра самого соленоида. Чем больше диаметр, тем выше индуктивность. Это выражается как площадь поперечного сечения соленоида. Если предполагается, что катушка представляет собой цилиндр, это площадь круга, образующего любой конец цилиндра. Индуктивность увеличивается с увеличением площади круга.

Длина катушки также влияет на индуктивность соленоида. Все остальные факторы остаются неизменными, удлинение или растяжение катушки снижает индуктивность. Укорочение или сжатие катушки вызывает увеличение индуктивности.

Добавление материала сердечника к соленоиду может сильно повлиять на его индуктивность. Сердечник иногда добавляют в соленоид по любой из нескольких причин, и добавление материала сердечника может влиять на индуктивность в любом направлении, в зависимости от свойства, называемого проницаемостью, которое является мерой того, насколько хорошо материал распределяет электрический ток. Это не то же самое, что сопротивление, которое является мерой того, насколько хорошо материал позволяет току течь через него. Индуктивность соленоида напрямую зависит от проницаемости, и сердечник с более высокой проницаемостью приведет к увеличению индуктивности по сравнению с сердечником с более низкой проницаемостью.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Зависимость индуктивности от проводника


Deprecated: Non-static method Date_TimeZone::getDefault() should not be called statically, assuming $this from incompatible context in /home/carkey/hitech/hardtech/kernel/pear/date/Date.php on line 201

Deprecated: Non-static method Date_TimeZone::isValidID() should not be called statically, assuming $this from incompatible context in /home/carkey/hitech/hardtech/kernel/pear/date/Date.php on line 576

Notice: Undefined offset: 1 in /home/carkey/hitech/hardtech/kernel/common/common/common.class.php on line 343

Notice: Undefined offset: 1 in /home/carkey/hitech/hardtech/kernel/common/common/common.class.php on line 343

Deprecated: mysql_escape_string(): This function is deprecated; use mysql_real_escape_string() instead. in /home/carkey/hitech/hardtech/kernel/common/db/mysql.class.php on line 135

Deprecated: mysql_escape_string(): This function is deprecated; use mysql_real_escape_string() instead. in /home/carkey/hitech/hardtech/kernel/common/db/mysql.class.php on line 135

Deprecated: mysql_escape_string(): This function is deprecated; use mysql_real_escape_string() instead. in /home/carkey/hitech/hardtech/kernel/common/db/mysql.class.php on line 135

Deprecated: mysql_escape_string(): This function is deprecated; use mysql_real_escape_string() instead. in /home/carkey/hitech/hardtech/kernel/common/db/mysql.class.php on line 135

Зависимость индуктивности от проводника
­Индуктивность зависит от формы и размеров проводника. Индуктивность прямого проводника очень мала. Чем длиннее проводник, тем больше его индуктивность; с увеличением толщины проводника индуктивность его уменьшается. Так, например, прямой проводник длиной 1 м и диаметром 1 мм имеет индуктивность 1,51 мкГн, а диаметром 2 мм — 1,37 мкГн. Индуктивность катушки значительно больше индуктивности прямого проводника. Это объясняется тем, что при изменении тока в катушке магнитные силовые линии каждого витка пересекают не I только этот виток, но и соседние витки, вследствие чего э. д. с. самоиндукции получается значительно больше, чем в прямом проводнике. Индуктивность катушки тем больше, чем больше количество витков в ней; при этом, если, например, количество витков увеличить в два раза, то индуктивность возрастет в четыре раза. Катушки могут иметь индуктивность до нескольких сотен миллигенри, а иногда и больше.

Чтобы получить еще большую индуктивность, в катушку помещают стальной сердечник. Он значительно усиливает магнитный поток, создаваемый катушкой, и малые изменения тока в ней вызывают значительные изменения магнитного потока, что приводит к появлению большой э. д. с. самоиндукции. Особенно большой будет индуктивность, если применить замкнутый стальной сердечник. В этом случае магнитный поток проходит целиком по стали; так как сталь имеет малое магнитное сопротивление, магнитный поток имеет большую величину даже при малом токе. При изменениях тока он сильно изменяется и э. д. с. самоиндукции становится очень большой. Итак, э. д. с. самоиндукции тем больше, чем больше индуктивность проводника и скорость изменения тока в нем.

Знаете ли вы, что в наши дни услуги частного сыщика столь же популярны, как во времена легендарного Шерлока Холмса — персонажа писателя Сэра Артура Конан Дойля. Современный частный детектив (Москва) пользуется новейшими методами сбора информации и способен найти должника, выявить факт супружеской измены и принять меры для обеспечения безопасности клиента. ­

Наша продукция


Warning: Unknown: write failed: Disk quota exceeded (122) in Unknown on line 0

Warning: Unknown: Failed to write session data (files). Please verify that the current setting of session.save_path is correct (/opt/alt/php56/var/lib/php/session) in Unknown on line 0

Явление самоиндукции — определение, формулы, примеры

Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).

Магнитный поток

Прежде чем говорить об электромагнитной индукции и самоиндукции, нам нужно определить сущность магнитного потока.

Представьте, что вы взяли в руки обруч и вышли на улицу в ливень. Потоки воды будут проходить через обруч.


Если держать обруч горизонтально, то через него пройдет много воды. А если начать его поворачивать — уже меньше, потому что он расположен не под прямым углом к вертикали.


Теперь давайте поставим обруч вертикально — ни одной капли не пройдет сквозь него (если ветер не подует, конечно).


Магнитный поток очень похож на поток воды, проходящей через обруч, только считаем мы величину прошедшего через площадь магнитного поля, а не дождя.

Магнитным потоком через площадь ​S​ контура называют скалярную физическую величину, равную произведению:

  • модуля вектора магнитной индукции ​B​,
  • площади поверхности ​S​, которую пронизывает поток,
  • и косинуса угла ​α​ между направлением вектора магнитной индукции и вектора нормали (перпендикуляра к плоскости данной поверхности).


Магнитный поток


Ф — магнитный поток [Вб]

B — магнитная индукция [Тл]

S — площадь пронизываемой поверхности [м2]

n — вектор нормали (перпендикуляр к поверхности) [-]

Магнитный поток можно наглядно представить как величину, пропорциональную числу магнитных линий, проходящих через данную площадь.

В зависимости от угла ​α магнитный поток может быть положительным (α < 90°) или отрицательным (α > 90°). Если α = 90°, то магнитный поток равен 0.

Изменить магнитный поток можно, меняя площадь контура, модуль индукции поля или расположение контура в магнитном поле (поворачивая его).

В случае неоднородного магнитного поля и неплоского контура магнитный поток находят как сумму магнитных потоков, пронизывающих площадь каждого из участков, на которые можно разбить данную поверхность.

Электромагнитная индукция

Электромагнитная индукция — явление возникновения тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего его.

Явление электромагнитной индукции открыл Майкл Фарадей в ходе серии опытов.

Опыт раз. На одну непроводящую основу намотали две катушки таким образом, что витки одной катушки были расположены между витками второй. Витки первой катушки были замкнуты на гальванометр, а второй — подключены к источнику тока.

При замыкании ключа и протекании тока по второй катушке в первой возникал импульс тока. При размыкании ключа также наблюдался импульс тока, но ток через гальванометр тек в противоположном направлении.

Опыт два. Первую катушку подключили к источнику тока, а вторую — к гальванометру. При этом вторая катушка перемещалась относительно первой. При приближении или удалении катушки фиксировался ток.

Опыт три. Катушку замкнули на гальванометр, а магнит передвигали относительно катушки.


Вот что показали эти опыты:

  1. Индукционный ток возникает только при изменении линий магнитной индукции.

  2. Направление тока различается при увеличении числа линий и при их уменьшении.

  3. Сила индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока. При этом как само поле может изменяться, так и контур может перемещаться в неоднородном магнитном поле.

Почему возникает индукционный ток?

Ток в цепи может существовать, когда на свободные заряды действуют сторонние силы. Работа этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль замкнутого контура равна электродвижущей силе (ЭДС).

Значит, при изменении числа магнитных линий через поверхность, ограниченную контуром, в нем появляется ЭДС, которую называют ЭДС индукции.

Самоиндукция

Представим себе любую электрическую цепь, параметры которой можно менять. Если мы изменим силу тока в этой цепи — например, подкрутим реостат или подключим другой источник тока — произойдет изменение магнитного поля. В результате этого изменения в цепи возникнет дополнительный индукционный ток за счет электромагнитной индукции, о которой мы говорили выше. Такое явление называется самоиндукцией, а возникающий при этом ток — током самоиндукции.

Формула магнитного потока для самоиндукции

Ф = LI

Ф — собственный магнитный поток [Вб]

L — индуктивность контура [Гн]

I — сила тока в контуре [А]

Онлайн-подготовка к ОГЭ по физике поможет снять стресс перед экзаменом и получить высокий балл.

Самоиндукция — это возникновение в проводящем контуре ЭДС, создаваемой вследствие изменения силы тока в самом контуре.

Самоиндукция чем-то напоминает инерцию: как в механике нельзя мгновенно остановить движущееся тело, так и ток не может мгновенно приобрести определенное значение за счет самоиндукции.

Представим цепь, состоящую из двух одинаковых ламп, параллельно подключенных к источнику тока. Если мы последовательно со второй лампой включим в эту цепь катушку, то при замыкании цепи произойдет следующее:

  • первая лампа загорится практически сразу,
  • вторая лампа загорится с заметным запаздыванием.


При размыкании цепи сила тока быстро уменьшается, и возникающая ЭДС самоиндукции препятствует уменьшению магнитного потока. При этом индуцированный ток направлен так же, как и исходный. ЭДС самоиндукции может во многом раз превысить внешнюю ЭДС. Поэтому электрические лампочки так часто перегорают при отключении света.

ЭДС самоиндукции


ξis — ЭДС самоиндукции [В]

ΔФ/Δt — скорость изменения магнитного потока [Вб/с]

ΔI/Δt — скорость изменения силы тока в контуре [А/с]

L — индуктивность [Гн]

Знак минуса в формуле закона электромагнитной индукции указывает на то, что ЭДС индукции препятствует изменению магнитного потока, который вызывает ЭДС. При решении расчетных задач знак минуса не учитывается.

Индуктивность

Индуктивность — это способность накапливать магнитное поле. Она характеризует способность проводника сопротивляться электрическому току. Проще всего это делать с помощью катушки, потому что катушка состоит из витков, которые представляют собой контуры. Вспомните про магнитный поток и обруч под дождем — в контуре создается магнитный поток. Где поток, там и электромагнитная индукция.

Индуктивность контура зависит от его формы и размеров, от магнитных свойств окружающей среды и не зависит от силы тока в контуре.

Можно ли увеличивать индуктивность катушки?

Конечно! Можно увеличить число витков, например. Или поместить в центр катушки железный сердечник.

Как работает катушка

Вокруг каждого проводника, по которому протекает ток, образуется магнитное поле. Если поместить проводник в переменное поле — в нем возникнет ток.

Магнитные поля каждого витка катушки складываются. Поэтому вокруг катушки, по которой протекает ток, возникает сильное магнитное поле. При изменении силы тока в катушке будет изменяться и магнитный поток вокруг нее.

Задачка раз

На рисунке приведен график зависимости силы тока от времени в электрической цепи, индуктивность которой 1 мГн. Определите модуль ЭДС самоиндукции в интервале времени от 15 до 20 с. Ответ выразите в мкВ.


Решение

За время от 15 до 20 с сила тока изменилась от 20 до 0 мА. Модуль ЭДС самоиндукции равен:


Ответ: модуль ЭДС самоиндукции с 15 до 20 секунд равен 4 мкВ.

Задачка два

По проволочной катушке протекает постоянный электрический ток силой 2 А. При этом поток вектора магнитной индукции через контур, ограниченный витками катушки, равен 4 мВб. Электрический ток какой силы должен протекать по катушке для того, чтобы поток вектора магнитной индукции через указанный контур был равен 6 мВб?

Решение

При протекании тока через катушку индуктивности возникает магнитный поток, численно равный Ф = LI.

Отсюда индуктивность катушки равна:


Тогда для достижения значений потока вектора магнитной индукции в 6 мВб ток будет равен:


Ответ: для достижения значений потока вектора магнитной индукции в 6 мВб необходим ток в 3 А.

От чего зависит индукция — Мастер Фломастер

Эл.ток создает собственное магнитное поле. Магнитный поток через контур пропорционален индукции магнитного поля (Ф

B), индукция пропорциональна силе тока в проводнике
(B

I), следовательно магнитный поток пропорционален силе тока (Ф

ЭДС самоиндукции зависит от скорости изменения силы тока в эл.цепи, от свойств проводника
(размеров и формы) и от относительной магнитной проницаемости среды, в которой находится проводник.

Физическая величина, показывающая зависимость ЭДС самоиндукции от размеров и формы проводника и от среды, в которой находится проводник, называется коэффициентом самоиндукции или индуктивностью.

Индуктивность — физ. величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1 Ампер за 1 секунду.

Также индуктивность можно рассчитать по формуле:

где Ф — магнитный поток через контур, I — сила тока в контуре.

Единицы измерения индуктивности в системе СИ:

Индуктивность катушки зависит от: числа витков, размеров и формы катушки и от относительной магнитной проницаемости среды

Индуктивность взаимная — величина, характеризующая магнитную связь двух или более электрических цепей (контуров). Если имеется два проводящих контура , то часть линий магнитной индукции, создаваемых током в первом контуре, будет пронизывать площадь, ограниченную вторым контуром (т. е. будет сцеплена с контуром 2).

Магнитный поток Ф12 через контур 2, созданный током I1 в контуре 1, прямо пропорционален току:

Коэффициент пропорциональности M12 зависит от размеров и формы контуров 1 и 2, расстояния между ними, их взаимного расположения, а также от магнитной проницаемости окружающей среды и называется взаимной индуктивностью или коэффициентом взаимной индукции контуров 1 и 2. В системе СИ И. в. измеряется в Генри.

Трансформаторная ЭДС. Принцип действия трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. Линии индукции магнитного поля, создаваемого переменным током в первичной обмотке, благодаря наличию сердечника практически без потерь пронизывают витки вторичной обмотки. Поскольку магнитный поток во вторичной обмотке изменяется со временем (т.к. в первичной обмотке переменный ток), то согласно закону Фарадея в ней возбуждается ЭДС индукции. Трансформатор может работать только на переменном токе, т.к. магнитный поток, созданный постоянным током, не изменяется с течением времени.

Пусть первичная обмотка трансформатора подключена к источнику тока с переменной ЭДС E1 и с действующим значением напряжения U1. На вторичной обмотке ЭДС E2 и напряжение U2.

Из законов Ома следует, что напряжение на обмотке равно

(1)

где r — сопротивление обмотки. При изготовлении трансформатора сопротивление первичной обмотки r1 делают очень малым, поэтому часто им можно пренебречь. Тогда

Если пренебречь потерями магнитного потока в сердечнике, то в каждом витке вторичной обмотки будет индуцироваться точно такая же ЭДС индукции e1, как и ЭДС индукции e2 в каждом витке первичной обмотки, т.е. e1 = e2. Следовательно, отношение ЭДС в первичной E1 и вторичной E2 обмотках равно отношению числа витков в них:

(2)

Трансформаторный ток. Токи обмоток обратно пропорциональны числам витков (I1/I2 приблиз = w1/w2 = 1/n). С увеличением тока активно-индуктивного приемника вторичное напряжение несколько снижается.

Рис.1.11. К определению магнитного потока рассеяния в катушке с ферромагнитным сердечником

часть магнитного потока катушки замыкается не по сердечнику, а по воздуху. Эта часть потока носит название потока рассеивания Фр (рис. 1.11). Таким образом, полный поток, сцепленный с витками катушки равен

.(1.14)

На основании закона Ома для магнитной цепи (1.7) можно написать выражение для потока рассеяния:

.

Так как , то .То есть поток рассеяния , в отличие от потока в сердечнике, совпадает по фазе с током и связан с ним линейной зависимостью. Следовательно, на векторной диаграмме вектор потока будет совпадать с вектором тока (рис.1.12).

Рис.1.12. Векторная диаграмма магнитных потоков, ЭДС и токов катушки с ферромагнитным сердечником

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Студент — человек, постоянно откладывающий неизбежность. 10253 — | 7245 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Магнитное взаимодействие движущихся электрических зарядов согласно представлениям теории поля объясняется следующим образом: всякий движущийся электрический заряд создает в окружающем пространстве магнитное поле, способное действовать на другие движущиеся электрические заряды.

В — физическая величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля. Она называется магнитной индукцией (или индукцией магнитного поля).

Магнитная индукция — векторная величина. Модуль вектора магнитной индукции равен отношению максимального значения силы Ампера, действующей на прямой проводник с током, к силе тока в проводнике и его длине:

Единица магнитной индукции. В Международной системе единиц за единицу магнитной индукции принята индукция такого магнитного поля, в котором на каждый метр длины проводника при силе тока 1 А действует максимальная сила Ампера 1 Н. Эта единица называется тесла (сокращенно: Тл), в честь выдающегося югославского физика Н. Тесла:

Движение проводника с током в магнитном поле показывает, что магнитное поле действует на движущиеся электрические заряды. На проводник действует сила Ампера FА = IBlsin a , а сила Лоренца действует на движущийся заряд:

где a — угол между векторами B и v .

Движение заряженных частиц в магнитном поле. В однородном магнитном поле на заряженную частицу, движущуюся со скоростью перпендикулярно линиям индукции магнитного поля, действует силам , постоянная по модулю и направленная перпендикулярно вектору скорости.Под действием магнитной силы частица приобретает ускорение, модуль которого равен:

В однородном магнитном поле эта частица движется по окружности. Радиус кривизны траектории, по которой движется частица, определяется из условияоткуда следует,

Радиус кривизны траектории является величиной постоянной, поскольку сила, перпендикулярная вектору скорости, меняется только ее направление, но не модуль. А это и означает, что данная траектория является окружностью.

Период обращения частицы в однородном магнитном поле равен:

Последнее выражение показывает, что период обращения частицы в однородном магнитном поле не зависит от скорости и радиуса траектории ее движения.

Если напряженность электрического поля равна нулю, то сила Лоренца л равна магнитной силе м :

Явление электромагнитной индукции открыл Фарадей, который установил, что в замкнутом проводящем контуре возникает электрический ток при любом изменении магнитного поля, пронизывающего контур.

Магнитный поток Ф (поток магнитной индукции) через поверхность площадью S — величина, равная произведению модуля вектора магнитной индукции на площадь S и косинус угла а между вектором и нормалью к поверхности:

Ф=BScos

В СИ единица магнитного потока 1 Вебер (Вб) — магнитный поток через поверхность площадью 1 м 2 , расположенную перпендикулярно направлению однородного магнитного поля, индукция которого равна 1 Тл:

Электромагнитная индукция-явление возникновения электрического тока в замкнутом проводящем контуре при любом изменении магнитного потока, пронизывающего контур.

Возникающий в замкнутом контуре, индукционный ток имеет такое направление, что своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван (правило Ленца).

ЗАКОН ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

Опыты Фарадея показали, что сила индукционного тока Ii в проводящем контуре прямо пропорциональна скорости изменения числа линий магнитной индукции , пронизывающих поверхность, ограниченную этим контуром.

Поэтому сила индукционного тока пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром:

Известно, что если в цепи появился ток, это значит, что на свободные заряды проводника действуют сторонние силы. Работа этих сил по перемещению единичного заряда вдоль замкнутого контура называется электродвижущей силой (ЭДС). Найдем ЭДС индукции εi.

По закону Ома для замкнутой цепи

Так как R не зависит от , то

ЭДС индукции совпадает по направлению с индукционным током, а этот ток в соответствии с правилом Ленца направлен так, что созданный им магнитный поток противодействует изменению внешнего магнитного потока.

Закон электромагнитной индукции

ЭДС индукции в замкнутом контуре равна взятой с противоположным знаком скорости изменения магнитного потока, пронизывающего контур:

Опыт показывает, что магнитный поток Ф , связанный с контуром, прямо пропорционален силе тока в этом контуре:

Индуктивность контура L — коэффициент пропорциональности между проходящим по контуру током и созданным им магнитным потоком.

Индуктивность проводника зависит от его формы, размеров и свойств окружающей среды.

Самоиндукция — явление возникновения ЭДС индукции в контуре при изменении магнитного потока, вызванном изменением тока, проходящего через сам контур.

Самоиндукция — частный случай электромагнитной индукции.

Индуктивность — величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока в нем на единицу за единицу времени. В СИ за единицу индуктивности принимают индуктивность такого проводника, в котором при изменении силы тока на 1 А за 1 с возникает ЭДС самоиндукции 1 В. Эта единица называется генри (Гн):

ЭНЕРГИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Явление самоиндукции аналогично явлению инерции. Индуктивность при изменении тока играет ту же роль, что и масса при изменении скорости тела. Аналогом скорости является сила тока.

Значит энергию магнитного поля тока можно считать величиной, подобной кинетической энергии тела :

Предположим, что после отключения катушки от источника,ток в цепи убывает со временем по линейному закону.

ЭДС самоиндукции имеет в этом случае постоянное значение:

где I — начальное значение тока, t — промежуток времени, за который сила тока убывает от I до 0.

За время t в цепи проходит электрический заряд q = Icpt . Так как Icp = (I + 0)/2 = I/2 , то q=It/2 . Поэтому работа электрического тока:

Эта работа совершается за счет энергии магнитного поля катушки. Таким образом, снова получаем:

Пример. Определите энергию магнитного поля катушки, в которой при токе 7,5 А магнитный поток равен 2,3*10 -3 Вб. Как изменится энергия поля, если сила тока уменьшиться вдвое?

Энергия магнитного поля катушки W 1 = LI 1 2 /2. По определению, индуктивность катушки L = Ф/I 1. Следовательно,

Ответ: энергия поля равна 8,6 Дж; при уменьшении тока вдвое она уменьшится в 4 раза.

Магнитная индукция () — это векторная физическая величина, характеризующий магнитное поле. За направление вектора магнитной индукции принимается:

1. направление от южного полюса S к северному полюсу N магнитной стрелки, свободно устанавливающейся в магнитном поле, или

2. направление положительной нормали к замкнутому контуру с током на гибком подвесе, свободно устанавливающемся в магнитном поле. Положительной считается нормаль, направленная в сторону перемещения острия буравчика (с правой нарезкой), рукоятку которого вращают по направлению тока в рамке.

Ясно, что направления 1) и 2) совпадают, что было установлено еще опытами Ампера.

Что касается величины магнитной индукции (т. е. ее модуля) В, которая могла бы характеризовать силу действия поля, то экспериментами было установлено, что максимальная сила F, с которой ноле действует на проводник с током (помещенный перпендикулярно линиям индукции магнитного поля), зависит от силы тока I в проводнике и от его длины Δl (пропорциональна им). Однако сила, действующая на элемент тока (единичной длины и силы тока), зависит только от самого поля, т. е. отношение для данного поля является величиной постоянной (аналогично отношению силы к заряду для электрического поля). Эту величину и определяют как магнитную индукцию:

.

Индукция магнитного поля в данной точке равна отношению максимальной силы, действующей на проводник с током, к длине проводника и силе тока в проводнике, помещенном в эту точку.

Чем больше магнитная индукция в данной точке поля, тем с большей силой будет действовать поле в этой точке на магнитную стрелку или движущийся электрический заряд.

Единицей магнитной индукции в СИ является тесла (Тл), названная в честь хорватского электротехника Николы Теслы. Как видно из формулы, .

Индуктивность соленоида

Соленоид — длинная, тонкая катушка, то есть катушка, длина которой намного больше, чем её диаметр (также в дальнейших выкладках здесь подразумевается, что толщина обмотки намного меньше, чем диаметр катушки). При этих условиях и без использования магнитного материала плотность магнитного потока внутри катушки является фактически постоянной и (приближенно) равна

где − магнитная постоянная, − число витков, − ток и − длина катушки. Пренебрегая краевыми эффектами на концах соленоида, получим[16], что потокосцепление через катушку равно плотности потока , умноженному на площадь поперечного сечения и число витков :

Отсюда следует формула для индуктивности соленоида (без сердечника):

Если катушка внутри полностью заполнена магнитным материалом (сердечником), то индуктивность отличается на множитель  — относительную магнитную проницаемость[17]сердечника:

В случае, когда , можно (следует) под S понимать площадь сечения сердечника и пользоваться данной формулой даже при толстой намотке, если только полная площадь сечения катушки не превосходит площади сечения сердечника во много раз.

Более точные формулы для соленоида конечного размера

Для однослойного (с очень тонкой намоткой) соленоида конечных размеров (не бесконечно длинного) существуют более точные, хотя и более сложные формулы[18]:

где

 — количество витков,

 — радиус цилиндра,

 — длина его образующей,

,

,

 — Эллиптические интегралы.

Это дает

  • для 

  • для 

  1. Трансформатор. Энергия магнитного поля. Основы теории Максвелла. Уравнения Максвелла в интегральной форме.

  1. Электрический колебательный контур. Затухающие электромагнитные колебания. Вынужденные электромагнитные колебания. Явление резонанса

Колебательный контур — осциллятор, представляющий собой электрическую цепь, содержащую соединённые катушку индуктивности и конденсатор. В такой цепи могут возбуждаться колебания тока (и напряжения).

Колебательный контур — простейшая система, в которой могут происходить свободные электромагнитные колебания

Резонансная частота контура определяется так называемой формулой Томсона:

Принцип действия

Пусть конденсатор ёмкостью C заряжен до напряжения . Энергия, запасённая в конденсаторе составляет

При соединении конденсатора с катушкой индуктивности, в цепи потечёт ток , что вызовет в катушке электродвижущую силу (ЭДС) самоиндукции, направленную на уменьшение тока в цепи. Ток, вызванный этой ЭДС (при отсутствии потерь в индуктивности) в начальный момент будет равен току разряда конденсатора, то есть результирующий ток будет равен нулю. Магнитная энергия катушки в этот (начальный) момент равна нулю.

Затем результирующий ток в цепи будет возрастать, а энергия из конденсатора будет переходить в катушку до полного разряда конденсатора. В этот момент электрическая энергия конденсатора . Магнитная же энергия, сосредоточенная в катушке, напротив, максимальна и равна

, где  — индуктивность катушки,  — максимальное значение тока.

После этого начнётся перезарядка конденсатора, то есть заряд конденсатора напряжением другой полярности. Перезарядка будет проходить до тех пор, пока магнитная энергия катушки не перейдёт в электрическую энергию конденсатора. Конденсатор, в этом случае, снова будет заряжен до напряжения .

В результате в цепи возникают колебания, длительность которых будет обратно пропорциональна потерям энергии в контуре.

В общем, описанные выше процессы в параллельном колебательном контуре называются резонанс токов, что означает, что через индуктивность и ёмкость протекают токи, больше тока проходящего через весь контур, причем эти токи больше в определённое число раз, которое называется добротностью. Эти большие токи не покидают пределов контура, так как они противофазны и сами себя компенсируют. Стоит также заметить, что сопротивление параллельного колебательного контура на резонансной частоте стремится к бесконечности (в отличие от последовательного колебательного контура, сопротивление которого на резонансной частоте стремится к нулю), а это делает его незаменимым фильтром.

Стоит заметить, что помимо простого колебательного контура, есть ещё колебательные контуры первого, второго и третьего рода, что учитывают потери и имеют другие особенности.

Вынужденными электромагнитными колебаниями называют периодические изменения силы тока и напряжения в электрической цепи, происходящие под действием переменной ЭДС от внешнего источника. Внешним источником ЭДС в электрических цепях являются генераторы переменного тока, работающие на электростанциях.

Принцип действия генератора переменного тока легко показать при рассмотрении вращающейся рамки провода в магнитном поле.

В однородное магнитное поле с индукцией В помещаем прямоугольную рамку, образованную проводниками (abсd).

Пусть плоскость рамки перпендикулярна индукции магнитного поля В и ее площадь равна S.

Магнитный поток в момент времени t0 = 0 будет равен Ф = В*8.

При равномерном вращении рамки вокруг оси OO1 с угловой скоростью w магнитный поток, пронизывающий рамку, будет изменяться с течением времени по закону:

Изменение магнитного потока возбуждает в рамке ЭДС индукцию, равную

где Е0= ВSw — амплитуда ЭДС.

Если с помощью контактных колец и скользящих по ним щеток соединить концы рамки с электрической цепью, то под действием ЭДС индукции, изменяющейся со временем по гармоническому закону, в электрической цепи возникнут вынужденные гармонические колебания силы тока — переменный ток.

На практике синусоидальная ЭДС возбуждается не путем вращения рамки в магнитном поле, а путем вращения магнита или электромагнита (ротора) внутри статора — неподвижных обмоток, навитых на сердечники из магнитомягкого материала. В этих обмотках находится переменная ЭДС, что позволяет избежать снятия напряжения с помощью контактных колец. 

Явление резонанса относится к наиболее важным с практической точки зрения свойствам электрических цепей. Оно заключается в том, что электрическая цепь, имеющая реактивные элементы обладает чисто резистивным сопротивлением.

Общее условие резонанса для любого двухполюсника можно сформулировать в виде Im[Z]=0 или Im[Y]=0, где Z и Y комплексное сопротивление и проводимость двухполюсника. Следовательно, режим резонанса полностью определяется параметрами электрической цепи и не зависит от внешнего воздействия на нее со стороны источников электрической энергии.

Индуктивность

Чтобы увеличить свойство индуктивности, проводник может быть сформирован в виде петли или катушка. Катушка также называется индуктором. На рис. 2-3 показан проводник, свернутый в катушку. Ток через одну петлю создает магнитное поле, которое окружает петлю в направлении, как показано на рис. 2-3(A). По мере увеличения тока магнитное поле расширяется и разрежьте все петли, как показано на рисунке 2-3 (B). Ток в каждом контуре влияет на все остальные петли. Поле, разрезающее другую петлю, увеличивает противодействие текущее изменение.

Рис. 2-3. — Индуктивность.

Катушки индуктивности классифицируются по типу сердечника. Сердечник является центром индуктора точно так же, как сердцевина яблока является центром яблока. Индуктор изготовлен путем формирования моток проволоки вокруг сердечника. Основной материал обычно относится к одному из двух основных типов: мягкое железо или воздух. Катушка индуктивности с железным сердечником и ее условное обозначение (которое представлено с линиями в верхней части, указывающими на наличие железного сердечника) показаны в рис. 2-4(А).Катушка индуктивности с воздушным сердечником может быть не чем иным, как катушкой провода, но она обычно катушка формируется вокруг полой формы из какого-нибудь немагнитного материала, например картона. Этот материал не служит никакой другой цели, кроме удержания формы катушки. Воздушное ядро индуктор и его условное обозначение показаны на рис. 2-4(В).

Рис. 2-4. — Типы индукторов и схематические обозначения.

Факторы, влияющие на индуктивность катушки Существует несколько физических факторов, влияющих на индуктивность катушки. индуктивность катушки.К ним относятся количество витков в катушке, диаметр катушки, длина катушки, тип материала, используемого в сердечнике, и количество слоев намотка в катушках.

Индуктивность полностью зависит от физической конструкции цепи и может измерять специальными лабораторными приборами. Из перечисленных факторов рассмотрим в первую очередь как количество витков влияет на индуктивность катушки. На рис. 2-5 показаны две катушки. Катушка (A) имеет два витка, а катушка (B) имеет четыре витка.В катушке (А) поле потока, созданное одним петля разрезает другую петлю. В катушке (В) поле потока, создаваемое одним контуром, пересекает три других. петли. Удвоение числа витков в катушке создаст поле в два раза сильнее, если используется один и тот же ток. Поле в два раза сильнее, сокращающее в два раза больше витков, будет индуцировать четырехкратное напряжение. Следовательно, можно сказать, что индуктивность изменяется как квадрат числа витков .

Рис. 2-5.- Коэффициент индуктивности (витки).

Вторым фактором является диаметр катушки. На рис. 2-6 видно, что катушка в поле зрения B имеет диаметр в два раза больше, чем вид катушки A. Физически требуется больше проволоки для создания катушки. катушка большего диаметра, чем катушка малого диаметра с равным количеством витков. Следовательно, существует больше силовых линий, чтобы индуцировать противо-ЭДС в катушке с большей диаметр. На самом деле индуктивность катушки возрастает прямо пропорционально поперечному сечению. площадь ядра увеличивается на .Вспомним формулу площади круга: A = pr 2 . Удвоение радиуса катушки увеличивает индуктивность в четыре раза.

Рис. 2-6. — Коэффициент индуктивности (диаметр).

Третий фактор, влияющий на индуктивность катушки, — это длина катушки. На рис. 2-7 показаны два примера расстояний между катушками. Катушка (А) имеет три витка, довольно широко разнесены, образуя относительно длинную катушку. Катушка этого типа имеет мало потокосцеплений из-за большее расстояние между каждым поворотом.Следовательно, катушка (А) имеет относительно низкий индуктивность. Катушка (B) имеет близко расположенные витки, что делает катушку относительно короткой. Это близко интервал увеличивает потокосцепление, увеличивая индуктивность катушки. Удвоение длина катушки при сохранении того же количества витков вдвое меньше значения индуктивности .

Рис. 2 — 7. — Коэффициент индуктивности (длина катушки). БЛИЗКО РАНЕННЫЙ

Четвертый физический фактор — это тип материала сердечника, из которого изготовлена ​​катушка.Рисунок 2-8 показаны две катушки: катушка (А) с воздушным сердечником и катушка (В) с сердечником из мягкого железа. То магнитный сердечник катушки (B) является лучшим путем для магнитных силовых линий, чем немагнитный сердечник катушки (А). Высокая проницаемость магнитного сердечника из мягкого железа имеет меньше сопротивление магнитному потоку, что приводит к большему количеству магнитных силовых линий. Это увеличение в магнитных силовых линиях увеличивается число силовых линий, разрезающих каждую петлю катушку, тем самым увеличивая индуктивность катушки.Теперь должно быть очевидно, что индуктивность катушки увеличивается прямо по мере увеличения проницаемости материала сердечника .

Рис. 2-8. — Коэффициент индуктивности (материал сердечника). МЯГКИЙ ЖЕЛЕЗНЫЙ СЕРДЕЧНИК

Другой способ увеличения индуктивности — намотка катушки послойно. Рисунок 2-9 показаны три ядра с разным количеством слоев. Катушка на рис. 2-9(A) плохо индуктор по сравнению с другими на рисунке, потому что его витки широко разнесены и нет наслоения.Движение потока, указанное пунктирными стрелками, не связано эффективно, потому что есть только один слой поворотов. Более индуктивная катушка показана на рис. 2-9(Б). Витки расположены близко друг к другу, и провод намотан в два слоя. То два слоя связывают друг друга большим количеством петель потока во время всех движений потока. Обратите внимание, что почти все повороты, такие как X, расположены рядом с четырьмя другими поворотами (заштрихованы). Этот приводит к увеличению потокосцепления.

Рис. 2-9.- Катушки различной индуктивности.

Катушку можно сделать еще более индуктивной, намотав ее в три слоя, как показано на рис. рис. 2-9(С). Увеличенное количество слоев (площадь поперечного сечения) улучшает потокосцепление даже больше. Обратите внимание, что некоторые повороты, такие как Y, лежат непосредственно рядом с шестью другими поворотами (заштрихованы). На практике наслоение может продолжаться через множество других слоев. Важный факт помнить, однако, что индуктивность катушки увеличивается с каждым слоем добавил .

Как вы видели, несколько факторов могут влиять на индуктивность катушки, и все они факторы изменчивы. Многие катушки различной конструкции могут иметь одинаковую индуктивность. То однако важно помнить, что индуктивность зависит от степень связи между проволочным проводом(ами) и электромагнитным полем . В прямая длина проводника, существует очень небольшая потокосцепление между одной частью кондуктор и другое.Поэтому его индуктивность чрезвычайно мала. Было показано, что проводники становятся гораздо более индуктивными, когда они намотаны на катушки. Это правда, потому что между витками проводника, расположенными рядом друг с другом, существует максимальная потокосцепление. катушка.

Q.7 Перечислите пять факторов, влияющих на индуктивность катушки.

Индуктивность | Физика II

Индукция – это процесс, при котором ЭДС индуцируется изменением магнитного потока. До сих пор обсуждалось множество примеров, некоторые из которых более эффективны, чем другие.Трансформаторы, например, спроектированы таким образом, чтобы быть особенно эффективными при наведении желаемого напряжения и тока с очень небольшой потерей энергии в другие формы. Существует ли полезная физическая величина, связанная с тем, насколько «эффективно» данное устройство? Ответ положительный, и эта физическая величина называется индуктивностью . Взаимная индуктивность — это действие закона индукции Фарадея для одного устройства на другое, например, первичная катушка при передаче энергии вторичной обмотке в трансформаторе.См. рис. 1, где простые катушки наводят друг в друге ЭДС.

Рисунок 1. Эти катушки могут индуцировать ЭДС друг в друге, как неэффективный трансформатор. Их взаимная индуктивность М указывает на эффективность связи между ними. Здесь видно, что изменение тока в катушке 1 индуцирует ЭДС в катушке 2. (Обратите внимание, что « E 2 индуцированных» представляет ЭДС индукции в катушке 2.)

Во многих случаях, когда геометрия устройств фиксирована, поток изменяется за счет изменения тока.Поэтому мы сосредоточимся на скорости изменения тока, ∆ I / ∆ t , как на причине индукции. Изменение тока I 1 в одном устройстве, катушка 1 на рисунке, индуцирует ЭДС 2 в другом. Мы выражаем это в форме уравнения как

[латекс]{\текст{ЭДС}}_{2}=-M\frac{\Delta {I}_{1}}{\Delta t}\\[/latex],

, где M определяется как взаимная индуктивность между двумя устройствами. Знак минус является выражением закона Ленца.Чем больше взаимная индуктивность M , тем эффективнее связь. Например, катушки на Рисунке 1 имеют небольшой размер M по сравнению с катушками трансформатора на Рисунке 3 от компании Transformers. Единицами для M являются (В ⋅ с) / A = Ω ⋅ с, который назван Генри (H) в честь Джозефа Генри. То есть 1 Гн = 1 Ом⋅с. Природа здесь симметрична. Если мы изменим ток I 2 в катушке 2, мы индуцируем ЭДС 1 в катушке 1, которая равна

[латекс] {\ текст {ЭДС}} _ {1} = — M \ гидроразрыва {\ Delta {I} _ {2}} {\ Delta t} \\ [/ латекс],

, где M то же, что и для обратного процесса.Трансформаторы работают в обратном направлении с той же эффективностью или взаимной индуктивностью M . Большая взаимная индуктивность M может быть или не быть желательной. Мы хотим, чтобы трансформатор имел большую взаимную индуктивность. Но такой прибор, как электрическая сушилка для белья, может индуцировать на своем корпусе опасную ЭДС, если взаимная индуктивность между его катушками и корпусом велика. Одним из способов уменьшить взаимную индуктивность M является встречная обмотка катушек для подавления создаваемого магнитного поля.(См. рис. 2.)

Рис. 2. Нагревательные спирали электрической сушилки для белья можно намотать встречно, так что их магнитные поля компенсируют друг друга, что значительно снижает взаимную индуктивность с корпусом сушилки.

Самоиндукция , действие закона Фарадея индукции устройства на себя, также существует. Когда, например, ток через катушку увеличивается, магнитное поле и поток также увеличиваются, индуцируя противо-ЭДС, как того требует закон Ленца.И наоборот, если ток уменьшается, индуцируется ЭДС, препятствующая уменьшению. Большинство устройств имеют фиксированную геометрию, поэтому изменение потока полностью связано с изменением тока Δ I через устройство. ЭДС индукции связана с физической геометрией устройства и скоростью изменения тока. Это дается

[латекс]\текст{ЭДС}=-L\frac{\Delta I}{\Delta t}[/latex],

, где L — собственная индуктивность устройства. Устройство, обладающее значительной собственной индуктивностью, называется катушкой индуктивности и обозначено символом на рисунке 3.

Рисунок 3.

Знак минус является выражением закона Ленца, указывающим, что ЭДС противодействует изменению тока. Единицами самоиндукции являются генри (Гн), как и для взаимной индуктивности. Чем больше собственная индуктивность L устройства, тем больше его сопротивление любому изменению тока через него. Например, большая катушка с множеством витков и железным сердечником имеет большую L и не позволит току быстро меняться. Чтобы избежать этого эффекта, необходимо получить небольшой L , например, путем встречной обмотки катушек, как показано на рисунке 2.Катушка индуктивности 1 Гн представляет собой большую катушку индуктивности. Чтобы проиллюстрировать это, рассмотрим устройство с л = 1,0 Гн, через которое протекает ток 10 А. Что произойдет, если мы попытаемся отключить ток быстро, возможно, всего за 1,0 мс? ЭДС, определяемая как ЭДС = — L I / Δ t ), будет противодействовать изменению. Таким образом, ЭДС будет индуцироваться по формуле ЭДС = — л I / Δ t ) = (1,0 Гн)[(10 А)/(1,0 мс)] = 10 000 В. Положительный знак означает, что это большое напряжение идет в том же направлении, что и ток, противодействуя его уменьшению.Такие большие ЭДС могут вызывать искрение, повреждая коммутационное оборудование, поэтому может потребоваться более медленное изменение тока. Есть применение такому большому наведенному напряжению. Вспышки камеры используют батарею, две катушки индуктивности, которые функционируют как трансформатор, и систему переключения или осциллятор для создания больших напряжений. (Помните, что нам нужно изменяющееся магнитное поле, вызванное изменяющимся током, чтобы индуцировать напряжение в другой катушке.) Система генератора будет делать это много раз, когда напряжение батареи увеличится до более чем одной тысячи вольт.(Вы можете услышать пронзительный вой трансформатора во время зарядки конденсатора.) Конденсатор сохраняет высокое напряжение для последующего использования при питании вспышки. (См. рис. 4.)

Рис. 4. За счет быстрого переключения катушки индуктивности батареи на 1,5 В можно использовать для наведения ЭДС в несколько тысяч вольт. Это напряжение можно использовать для хранения заряда в конденсаторе для последующего использования, например, во вспышке фотоаппарата.

Можно рассчитать L для индуктора, зная его геометрию (размер и форму) и зная создаваемое им магнитное поле.В большинстве случаев это сложно из-за сложности создаваемого поля. Так что в этом тексте индуктивность L обычно является заданной величиной. Единственным исключением является соленоид, потому что он имеет очень однородное поле внутри, почти нулевое поле снаружи и простую форму. Поучительно вывести уравнение для его индуктивности. Начнем с того, что заметим, что ЭДС индукции определяется по закону индукции Фарадея как ЭДС = — Н Φ / t ) и, по определению самоиндукции, как ЭДС = — л I / Δ t ).Приравнивание этих результатов дает

[латекс]\текст{ЭДС}=-N\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}=-L\frac{\Delta I}{\Delta t}\\[/latex]

Решение для L дает

[латекс] L = N \ гидроразрыва {\ Delta \ Phi {\ Delta I} \\ [/ латекс]

Это уравнение для собственной индуктивности L устройства всегда справедливо. Это означает, что собственная индуктивность L зависит от того, насколько эффективен ток в создании потока; тем эффективнее, чем больше Δ Φ / Δ I .Воспользуемся этим последним уравнением, чтобы найти выражение для индуктивности соленоида. Поскольку площадь соленоида A фиксирована, изменение потока равно Δ Φ = Δ( B A ) = A Δ B . Чтобы найти Δ B , заметим, что магнитное поле соленоида определяется как [латекс] B = {\ mu } _ {0} {nI} = {\ mu } _ {0} \ frac {NI} { \ell}\\[/латекс]. (Здесь n = N / , где N — количество витков, а — длина соленоида.{2}\влево(1.{2}\right)}{0,100 \text{ м}}\\ & =& 0,632 \text{ мГн}\end{массив}\\[/latex].

Обсуждение

Этот соленоид среднего размера. Его индуктивность около миллигенри также считается умеренной.

Одно из распространенных применений индуктивности используется в светофорах, которые могут определять, когда транспортные средства ожидают на перекрестке. Электрическая цепь с индуктором размещена на дороге под местом остановки ожидающего автомобиля. Кузов автомобиля увеличивает индуктивность, и схема меняется, посылая сигнал светофору изменить цвет.Точно так же металлоискатели, используемые для обеспечения безопасности в аэропортах, используют ту же технику. Катушка или индуктор в корпусе металлоискателя действует как передатчик и приемник. Импульсный сигнал в катушке передатчика индуцирует сигнал в приемнике. На самоиндукцию цепи влияет любой металлический предмет на пути. Такие детекторы могут быть настроены на чувствительность, а также могут указывать примерное местонахождение обнаруженного на человеке металла. (Но они не смогут обнаружить пластиковую взрывчатку, подобную той, что была найдена на «подрывнике в нижнем белье».») См. рис. 5.

Рисунок 5. Знакомые ворота безопасности в аэропорту могут не только обнаруживать металлы, но и указывать их приблизительную высоту над полом. (кредит: Alexbuirds, Wikimedia Commons)

Собственная индуктивность

Собственная индуктивность
Далее: Взаимная индуктивность Вверх: Магнитная индукция Предыдущий: Индуктивность Рассмотрим длинный соленоид длины и радиуса , число витков на единицу длины, и несет ток.Продольный ( т.е. , направленный вдоль оси соленоида) магнитное поле внутри соленоида приблизительно однородно, и дается
(907)

Этот результат легко получить, интегрируя закон Ампера по прямоугольному петля, длинные стороны которой идут параллельно оси соленоида, одна внутри соленоида, а другой снаружи, короткие стороны которого проходят перпендикулярно ось. Магнитный поток через каждый виток петли равен .Общий поток через провод соленоида, который имеет витки,
(908)

Таким образом, собственная индуктивность соленоида равна
(909)

Обратите внимание, что самоиндукция зависит только от геометрических величин, таких как число витков на единицу длины соленоида и площади поперечного сечения витков.

Предположим, что ток, протекающий через соленоид, изменяется.Мы должны предположим, что изменение происходит достаточно медленно, чтобы можно было пренебречь смещением эффекты тока и запаздывания в наших расчетах. Это означает, что типичный временной масштаб изменения должен быть намного больше, чем время прохождения световым лучом схема. Если это так, то приведенные выше формулы остаются в силе.

Изменение тока подразумевает изменение магнитного потока, связывающего соленоид провод, так как . По Фарадею Закон, это изменение генерирует эл.м.ф. в проводе. По закону Ленца Э.Д.С. это так а для противодействия изменению тока — т. е. , это противо-э.д.с. Мы можем написать

(910)

где – генерируемая Э.Д.С.
Рисунок 51:
Предположим, что наш соленоид имеет электрическое сопротивление . Разрешите нам соедините концы соленоида с клеммами батареи е.м.ф. . Что сейчас произойдет? Эквивалентная схема показана на рис. 51. Индуктивность и сопротивление соленоида представлены идеальным катушка индуктивности , и идеальный резистор , соединенные последовательно. Падение напряжения между катушкой индуктивности и резистором равна э.д.с. батареи, . Падение напряжения на резисторе просто , тогда как падение напряжения на катушке индуктивности ( т.е. , противоЭДС) равно . Здесь — ток, протекающий через соленоид. Это следует из того
(911)

Это дифференциальное уравнение для тока.Мы можем переставить его на давать
(912)

Общее решение
(913)

Константа фиксируется граничными условиями. Предположим, что аккумулятор подключен во время , если . Отсюда следует, что тот
(914)

Эта кривая изображена на рис.52. Видно, что после подключения аккумулятора ток нарастает и достигает установившегося значения (которое исходит из уравнения Ома). закон), на характерном временном масштабе
(915)

Эта временная шкала иногда называется постоянной времени схемы или, несколько невообразимо, L за время R схемы.
Рисунок 52:

Теперь мы можем оценить значение самоиндукции.Задняя э.д.с. генерируемый в катушке индуктивности, поскольку ток пытается измениться, эффективно предотвращает ток от роста (или падения) намного быстрее, чем время. Этот эффект иногда выгодно, но часто это большая неприятность. Все элементы схемы обладают некоторой собственной индуктивностью, а также некоторым сопротивлением и, следовательно, имеют конечное время. Это означает, что когда мы включаем цепь, ток мгновенно не достигает стационарного значения. Вместо этого подъем распределяется по времени L/R цепи.Это хорошая вещь. Если бы ток возрастал мгновенно, то чрезвычайно большие электрические поля будут генерироваться внезапным скачком индуцированного магнитного поля, ведущим, неизбежно к пробою и возникновению электрической дуги. Так что, если бы не было такого как самоиндукция, то каждый раз, когда вы включали или выключали электрическую цепь будет синяя вспышка из-за искрения между проводниками. Самоиндукция тоже может быть плохо. Предположим, что у нас есть навороченный источник питания, и мы хотим использовать его для отправки электрического сигнала по проводу (или линии передачи).Конечно, провод или линия передачи будут обладать как сопротивлением, так и индуктивностью. и поэтому будет иметь некоторое характерное время. Предположим, что мы попробуйте послать прямоугольный сигнал по проводу. Так как ток в проводе не может расти или опускаться быстрее, чем время, передний и задний фронты сигнал со временем сглаживается. Типичная разница между сигнал, подаваемый в провод (верхняя дорожка), и тот, который выходит из другой конец (нижняя дорожка) показан на рис.53. Понятно, что мало точка с причудливым источником питания, если вы также не обладаете низкой индуктивностью провода или линии передачи, так что сигнал от источника питания может быть передается на какое-либо нагрузочное устройство без серьезных искажений.

Рис. 53:


Далее: Взаимная индуктивность Вверх: Магнитная индукция Предыдущий: Индуктивность
Ричард Фицпатрик 2006-02-02

Зависит ли собственная индуктивность от тока?

Вопрос задан: Мисс Корди Любовиц
Оценка: 5/5 (22 голоса)

Самоиндукция пропорциональна магнитному потоку и обратно пропорциональна току …. Это означает, что собственная индуктивность не зависит от тока. Если ЭДС индуцируется в элементе, она зависит от того, как ток изменяется со временем.

От каких факторов зависит собственная индуктивность?

Самоиндукция катушки зависит от площади поперечного сечения катушки от числа витков на единицу длины в катушке , длины соленоида и проницаемости материала сердечника.

Влияет ли ток на индуктивность?

Индуктивность цепи зависит от геометрии пути тока, как , а также от магнитной проницаемости близлежащих материалов…. Намотка провода в катушку увеличивает количество раз, когда линии магнитного потока соединяют цепь, увеличивая поле и, следовательно, индуктивность.

Какая связь между собственной индуктивностью и током?

Самоиндукция не предотвращает изменение тока, но задерживает изменение тока, протекающего через него . Это свойство катушки противостоит только изменяющемуся току (переменный ток) и не влияет на постоянный ток (постоянный ток), протекающий через нее.Единицей индуктивности является Генри (Гн).

Как зависит собственная индуктивность катушки от тока?

Самоиндукция не предотвращает изменение тока, но задерживает изменение тока, протекающего через него . Это свойство катушки противостоит только изменяющемуся току (переменный ток) и не влияет на постоянный ток (постоянный ток), протекающий через нее.

37 связанных вопросов найдено

Почему собственная индуктивность не зависит от тока?

Самоиндукция пропорциональна магнитному потоку и обратно пропорциональна току.Однако, поскольку магнитный поток зависит от тока I, эти эффектов компенсируют вых. Это означает, что собственная индуктивность не зависит от тока.

Что такое собственная индуктивность?

Самоиндукция способность катушки сопротивляться изменениям тока в самой себе . Всякий раз, когда ток изменяется через катушку, они индуцируют ЭДС, которая пропорциональна скорости изменения тока через катушку.

Почему важна собственная индуктивность?

основная ссылка

Самоиндукция цепи используется для описания реакции цепи на изменение тока в цепи , а взаимная индуктивность по отношению ко второй цепи описывает реакцию на изменение тока в цепи. второй…

Может ли собственная индуктивность быть отрицательной?

называется собственной индуктивностью цепи.цепи обязательно является положительным числом. … Это не относится к взаимным индуктивностям, которые могут быть как положительными , так и отрицательными Ом.

Катушки индуктивности индуцируют ток?

Ток i, протекающий через индуктор, создает пропорциональный ему магнитный поток. Но в отличие от конденсатора, который противостоит изменению напряжения на своих пластинах, индуктор противостоит скорости изменения тока, протекающего через него, из-за накопления самоиндуцируемой энергии в его магнитном поле.

Какие четыре фактора влияют на индуктивность катушки?

Факторы, влияющие на индуктивность катушки Существует несколько физических факторов, влияющих на индуктивность катушки. Они включают количество витков в катушке, диаметр катушки, длину катушки, тип материала, использованного в сердечнике, и количество слоев обмотки в катушках .

Зависит ли индуктивность от частоты?

Индуктивность индуктора постоянна и не зависит от частоты или от тока.Значение индуктивности катушки индуктивности зависит от конструкции проводника.

Изменяется ли индуктивность с температурой?

Согласно спецификации индукторов, температурный коэффициент индукторов можно определить путем измерения сопротивления индукторов постоянному току. Отмечается, что увеличение сопротивления на 1% , вызванное повышением температуры на 2,54°С, соответствует увеличению индуктивности на 0,0076%.

Как собственная индуктивность зависит от числа витков?

Обратите внимание, что собственная индуктивность зависит только от геометрических величин, таких как число витков на единицу длины соленоида и площадь поперечного сечения витков. течет через соленоид меняется.

Что такое формула собственной индуктивности?

Зная поток, самоиндукцию можно найти по уравнению 14.3.4, л=Н·м/л.

Что такое собственная индуктивность катушки?

Самоиндукция — это свойство токоведущей катушки, которое сопротивляется или препятствует изменению тока, протекающего через нее . Это происходит в основном за счет ЭДС самоиндукции, создаваемой в самой катушке. … Самоиндукция всегда противостоит изменяющемуся току и измеряется в Генри (единица СИ).

Какова собственная индуктивность между A и B?

Эквивалентная индуктивность между A и B составляет 1H .

На что влияет собственная индуктивность?

Собственная индуктивность — это эффект, наблюдаемый, когда одиночная катушка испытывает эффект индуктивности . Под действием собственной индуктивности и изменения тока индуцируют ЭДС или электродвижущую силу в том же проводе или катушке, создавая то, что часто называют противо-ЭДС.

Почему возникает индуктивность?

Индуктивность вызвана магнитным полем, создаваемым электрическими токами, протекающими в электрической цепи . Обычно катушки из проволоки используются, так как катушка увеличивает связь магнитного поля и увеличивает эффект. … Этот эффект используется в одиночных катушках или дросселях.

Что такое коэффициент собственной индуктивности?

Коэффициент собственной индуктивности равен отношению электродвижущей силы, создаваемой в цепи за счет самоиндукции, к скорости изменения тока, производящего ее .

Почему собственная индуктивность называется инерцией?

Эта ЭДС индукции равна приложенной ЭДС, и, следовательно, пока в цепи не изменится ток, лампочка не загорится. … Поскольку самоиндукция индуктора сопротивляется изменению тока в цепи , это свойство еще называют инерцией электричества.

Что такое собственная индуктивность и ее единица измерения?

Собственная индуктивность: Собственная индуктивность катушки равна e.м.ф. индуцируется в катушке, когда скорость изменения тока в катушке равна единице. Его единица СИ составляет генри (H) .

Что такое индуктивность простыми словами?

Индуктивность — это склонность электрического проводника сопротивляться изменению протекающего по нему электрического тока . Поток электрического тока создает вокруг проводника магнитное поле. … Индуктивность определяется как отношение индуцированного напряжения к скорости изменения тока, вызывающего его.2}А}}{л}\)

Н = количество витков в катушке

A = площадь поперечного сечения

l = длина катушки

мк = магнитная проницаемость катушки

Применение:

Из приведенного выше выражения индуктивность зависит от

Количество витков в катушке:

  • При прочих равных условиях большее число витков провода в катушке приводит к большей индуктивности; меньше витков провода в катушке приводит к меньшей индуктивности.
  • Больше витков провода означает, что катушка будет генерировать большую силу магнитного поля (измеряемую в ампер-витках) при заданном токе катушки.

 

Площадь катушки:

  • При прочих равных условиях большая площадь катушки (при измерении в продольном направлении через катушку в поперечном сечении сердечника) приводит к большей индуктивности; меньшая площадь катушки приводит к меньшей индуктивности.
  • Чем больше площадь катушки, тем меньше сопротивление формированию потока магнитного поля при заданной величине силы поля (ампер-витки).

 

Длина рулона:

  • При прочих равных условиях чем больше длина катушки, тем меньше индуктивность; чем короче длина катушки, тем больше индуктивность.
  • Более длинный путь потока магнитного поля приводит к большему противодействию формированию этого потока при любой заданной силе поля (ампер-витках).

 

Материал сердцевины:

  • При прочих равных условиях, чем больше магнитная проницаемость сердечника, на который намотана катушка, тем больше индуктивность; чем меньше проницаемость сердечника, тем меньше индуктивность.
  • Материал сердечника с большей магнитной проницаемостью приводит к большему потоку магнитного поля при любом заданном значении силы поля (ампер-витки).

курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов HVAC; не только экологичность или энергосбережение

курсы.»

 

 

Рассел Бейли, ЧП

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и научило меня дополнительно нескольким новым вещам

для раскрытия мне новых источников

информации.»

 

Стивен Дедак, ЧП

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

очень быстро отвечают на вопросы.

Это было на высшем уровне. Буду использовать

еще раз. Спасибо.»

Блэр Хейворд, ЧП

Альберта, Канада

«Легкий в использовании веб-сайт.Хорошо организовано. Я действительно воспользуюсь вашими услугами снова.

Я передам вашу компанию

имя другим на работе.»

 

Рой Пфлейдерер, ЧП

Нью-Йорк

«Справочный материал был превосходным, и курс был очень информативным, тем более что я думал, что уже знаком

с реквизитами Канзас

Авария в городе Хаятт.»

Майкл Морган, ЧП

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится возможность просмотреть текст перед покупкой. Я нашел класс

информативный и полезный

на моей работе.»

Уильям Сенкевич, Ч.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов и очень информативные статьи.Вы

— лучшее, что я нашел.»

 

 

Рассел Смит, ЧП

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, предоставляя время для проверки

материал.»

 

Хесус Сьерра, ЧП

Калифорния

«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от сбоев.»

 

Джон Скондрас, ЧП

Пенсильвания

«Курс был хорошо составлен, и использование тематических исследований является эффективным

способ обучения.»

 

 

Джек Лундберг, ЧП

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; т.э., что позволяет

студент для ознакомления с курсом

материал перед оплатой и

получение викторины.»

Арвин Свангер, ЧП

Вирджиния

«Спасибо, что предлагаете все эти замечательные курсы. Я, конечно, выучил и

очень понравилось.»

 

 

Мехди Рахими, ЧП

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска и

подключение к Интернету

курсов.»

Уильям Валериоти, ЧП

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. Курс был легким для понимания. Фотографии в основном давали хорошее представление о

обсуждаемые темы.»

 

Майкл Райан, ЧП

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Нужен 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

 

 

 

Джеральд Нотт, ЧП

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых кредитов PDH. Это был

информативно, выгодно и экономично.

Очень рекомендую

всем инженерам.»

Джеймс Шурелл, ЧП

Огайо

«Я ценю, что вопросы «реального мира» и имеют отношение к моей практике, и

не основано на каком-то непонятном разделе

законов, которые не применяются

«обычная» практика.»

Марк Каноник, ЧП

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы использовать его в своем медицинском устройстве

организация.»

 

 

Иван Харлан, ЧП

Теннесси

«Материал курса имеет хорошее содержание, не слишком математический, с хорошим акцентом на практическое применение технологии.»

 

 

Юджин Бойл, П.Е.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо представлена,

а онлайн формат был очень

доступно и просто

использование. Большое спасибо.»

Патрисия Адамс, ЧП

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия непрерывному обучению PE в рамках временных ограничений лицензиата.»

 

 

Джозеф Фриссора, ЧП

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Распечатанная викторина помогает во время

просмотр текстового материала. я

также оценил просмотр

предоставлены фактические случаи.»

Жаклин Брукс, ЧП

Флорида

«Документ Общие ошибки ADA в проектировании помещений очень полезен.

тест действительно требовал исследований в

документ но ответы были

всегда в наличии.»

Гарольд Катлер, ЧП

Массачусетс

«Это было эффективное использование моего времени. Спасибо за разнообразие выбора

в дорожной технике, который мне нужен

для выполнения требований

Сертификация PTOE.»

Джозеф Гилрой, ЧП

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для выполнения моих требований в штате Делавэр.»

 

 

Ричард Роудс, ЧП

Мэриленд

«Узнал много нового о защитном заземлении. До сих пор все курсы, которые я проходил, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсы со скидкой.»

 

Кристина Николас, ЧП

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду дополнительных

курсов. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

необходимость путешествовать.»

Деннис Мейер, ЧП

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов

Инженеры для получения блоков PDH

в любое время.Очень удобно.»

 

Пол Абелла, ЧП

Аризона

«Пока все было отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня не так много

пора искать куда

получить мои кредиты от.»

 

Кристен Фаррелл, ЧП

Висконсин

«Это было очень информативно и поучительно.Простой для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно получается

проще  впитать все

теорий.»

Виктор Окампо, инженер.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов полупроводников. Мне понравилось проходить курс по номеру

.

мой собственный темп во время моего утра

на метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, ЧП

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и получить

викторина. Я бы очень рекомендую

вам в любой PE нуждающийся

Единицы CE.»

Марк Хардкасл, ЧП

Миссури

«Очень хороший выбор тем во многих областях техники.»

 

 

 

Рэндалл Дрейлинг, ЧП

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад принести финансовую выгоду

от ваш рекламный адрес электронной почты который

сниженная цена

на 40%.»

Конрадо Касем, П.Е.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Буду пользоваться вашими услугами в будущем.»

 

 

 

Чарльз Флейшер, ЧП

Нью-Йорк

«Это был хороший тест, и я фактически проверил, что я прочитал профессиональную этику

Коды

и Нью-Мексико

правила.»

 

Брун Гильберт, П.Е.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили времени и усилий.»

 

 

 

Дэвид Рейнольдс, ЧП

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

при необходимости дополнительного

Сертификация

 

Томас Каппеллин, П.Е.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все равно выполнили обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

спасибо!»

 

Джефф Ханслик, ЧП

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы

для инженера.»

 

 

Майк Зайдл, П.Е.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материал был лаконичным и

хорошо организовано.»

 

 

Глен Шварц, ЧП

Нью-Джерси

«Вопросы соответствовали урокам, а материал урока

хороший справочный материал

для дизайна под дерево.»

 

Брайан Адамс, П.Е.

Миннесота

«Отлично, удалось получить полезную информацию с помощью простого телефонного звонка.»

 

 

 

Роберт Велнер, ЧП

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт прохождения программы «Строительство прибрежных зон — Проектирование»

Корпус Курс и

очень рекомендую.»

 

Денис Солано, ЧП

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики штата Нью-Джерси очень понравились

прекрасно приготовлено.»

 

 

Юджин Брекбилл, ЧП

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность скачивать учебные материалы на

обзор где угодно и

когда угодно.»

 

Тим Чиддикс, ЧП

Колорадо

«Отлично! Поддерживайте широкий выбор тем на выбор.»

 

 

 

Уильям Бараттино, ЧП

Вирджиния

«Процесс прямой, никакой чепухи. Хороший опыт.»

 

 

 

Тайрон Бааш, П.Е.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были пробными и демонстрировали понимание

материала. Тщательный

и полный.»

 

Майкл Тобин, ЧП

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что курс предложил мне, что

поможет в моей линии

работы.»

 

Рики Хефлин, ЧП

Оклахома

«Очень быстрая и простая навигация. Я определенно воспользуюсь этим сайтом снова.»

 

 

 

Анджела Уотсон, ЧП

Монтана

«Прост в исполнении. Нет путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата.»

 

 

 

Кеннет Пейдж, П.Е.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о нагреве воды с помощью солнечной энергии. Информативный

и отличное освежение.»

 

 

Луан Мане, ЧП

Коннетикут

«Мне нравится подход к подписке и возможности читать материалы в автономном режиме, а затем

вернись, чтобы пройти тест.»

 

 

Алекс Млсна, П.Е.

Индиана

«Я оценил количество информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях.»

 

Натали Дерингер, ЧП

Южная Дакота

«Материалы обзора и образец теста были достаточно подробными, чтобы я мог

успешно завершено

курс.»

 

Ира Бродская, ЧП

Нью-Джерси

«Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материал для изучения, а затем вернуться

и пройти тест. Очень

удобный а на моем

собственное расписание.»

Майкл Гладд, ЧП

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

 

 

 

Деннис Фундзак, ЧП

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

сертификат

. Спасибо за создание

процесс простой.»

 

Фред Шайбе, ЧП

Висконсин

«Положительный опыт.Быстро нашел подходящий мне курс и закончил

PDH за один час в

один час.»

 

Стив Торкилдсон, ЧП

Южная Каролина

«Мне понравилась возможность загрузки документов для ознакомления с содержанием

и пригодность до

наличие для оплаты

материал

Ричард Ваймеленберг, ЧП

Мэриленд

«Это хорошее пособие по ЭЭ для инженеров, не являющихся электриками.»

 

 

 

Дуглас Стаффорд, ЧП

Техас

«Всегда есть место для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

процесс, которому требуется

улучшение.»

 

Томас Сталкап, ЧП

Арканзас

«Мне очень нравится удобство прохождения викторины онлайн и получения немедленного

Сертификат

 

 

Марлен Делани, ЧП

Иллинойс

«Обучающие модули CEDengineering — очень удобный способ доступа к информации по

многие различные технические области снаружи

по собственной специализации без

необходимость путешествовать.»

Гектор Герреро, ЧП

Грузия

Индуктивность, единица измерения, характеристики, материалы сердечника

Когда отрезок проволоки скручивается в катушку, как показано на рисунке 1, она становится основной катушкой индуктивности. Термины «катушка» и «индуктор» взаимозаменяемы. Ток через катушку создает электромагнитное поле, как показано на рисунке. Магнитные силовые линии вокруг каждой петли (витка) в обмотке катушки эффективно добавляются к силовым линиям вокруг соседних петель, образуя сильное электромагнитное поле внутри и вокруг катушки.Чистое направление полного электромагнитного поля создает северный и южный полюса.

Рис. 1: Индуктор воздушной катушки

Чтобы понять формирование общего электромагнитного поля в катушке, рассмотрим взаимодействие электромагнитных полей вокруг двух соседних контуров. Каждая магнитная силовая линия вокруг соседних петель отклоняется на один внешний путь, когда петли сближаются. Этот эффект недопустим, потому что магнитные силовые линии между соседними петлями проходят в противоположных направлениях и, следовательно, компенсируются, когда петли расположены близко друг к другу.Полное электромагнитное поле для двух контуров изображено в части (b). Этот эффект является аддитивным для многих близко расположенных витков в катушке, то есть каждый дополнительный виток добавляется к электромагнитному полю. Для простоты показаны только отдельные силовые линии, хотя их много.

Собственная индуктивность

Когда через индуктор протекает ток, возникает электромагнитное поле. При изменении тока меняется и электромагнитное поле. Увеличение тока расширяет электромагнитное поле, а уменьшение тока уменьшает его.Поэтому изменяющийся ток создает изменяющееся электромагнитное поле вокруг катушки индуктивности. В свою очередь, изменяющееся электромагнитное поле вызывает индуцированное напряжение на катушке в направлении, противодействующем изменению тока. Это свойство называется самоиндукцией, но обычно его называют просто индуктивностью, обозначаемой буквой L. направление, противодействующее изменению тока.

Единица измерения индуктивности

Генри (Гн) является основной единицей измерения индуктивности. По определению, индуктивность катушки составляет один генри, когда ток через катушку, изменяющийся со скоростью один ампер в секунду, индуцирует один вольт на катушке. Во многих практических приложениях миллигенри (мГн) и микрогенри (мкГн) являются более распространенными единицами измерения.

Индуктивное напряжение Зависит от

L и di / dt

Индуктивность (L) катушки и скорость изменения тока во времени (di/dt) определяют индуцированное напряжение (В ind ) .Изменение тока вызывает изменение электромагнитного поля, которое, в свою очередь, индуцирует напряжение на катушке, как вы знаете. индуцированное напряжение прямо пропорционально L и di/dt, как указано в следующей формуле.

В инд = L(di/dt)

Формула показывает, что чем больше индуктивность, тем больше наведенное напряжение. Кроме того, это означает, что чем быстрее изменяется ток катушки (больше di/dt), тем больше индуцируемое напряжение.

Физические характеристики катушек индуктивности

Следующие параметры важны для определения индуктивности катушки.Способность материала сердечника, количество витков провода, длина сердечника и сечение сердечника.

Материал сердечника

Как обсуждалось выше, катушка индуктивности представляет собой проволочную катушку, которая окружает магнитный или немагнитный материал, называемый сердечником. Примерами магнитных материалов являются железо, никель, сталь, кобальт или их сплавы. Эти материалы обладают проницаемостью в сотни и тысячи раз большей, чем у вакуума, и классифицируются как ферромагнитные. Ферромагнитный сердечник обеспечивает лучший путь для магнитных силовых линий и, таким образом, создает более сильное магнитное поле.Примерами немагнитных материалов являются воздух, медь, пластик и стекло. проницаемости этих материалов такие же, как для вакуума.

Физические параметры

Количество витков провода, длина и площадь поперечного сечения жилы являются факторами, определяющими значение индуктивности. Индуктивность обратно пропорциональна длине сердечника и прямо пропорциональна площади поперечного сечения. Кроме того, индуктивность напрямую связана с числом витков в квадрате.Это соотношение выглядит следующим образом:

L = (N 2 мкА) / I

, где L — индуктивность в генри (Гн), N — число витков провода, µ — магнитная проницаемость в генри на метр (Г/м), А – площадь поперечного сечения в метрах в квадрате и длина сердечника в метрах (м).

.

Сопротивление обмотки

Когда катушка из определенного материала, например, изолирована медным проводом, этот провод имеет определенное сопротивление на единицу длины. Когда для изготовления катушки используется много витков провода, общее сопротивление может быть значительным.Это внутреннее сопротивление называется сопротивлением постоянному току или сопротивлением обмотки (R W ).

Хотя это сопротивление распределено по длине провода, оно эффективно появляется последовательно с индуктивностью катушки, как показано на рис. 5. идеальный индуктор. В других случаях необходимо учитывать сопротивление.

Рис. 5: Сопротивление обмотки индуктора

Емкость обмотки

Когда два проводника расположены рядом, между ними всегда имеется некоторая емкость.

0 comments on “От чего зависит индуктивность: 3. Факторы, влияющие на индуктивность катушки | 14. Катушки индуктивности | Часть1

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *