Помощничек
Главная | Обратная связь

...

Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Явление самоиндукции. Индуктивность. Энергия магнитного поля

 

Если в цепи протекает изменяющийся электрический ток, то изменение тока вызывает изменение его собственного магнитного поля. В проводнике с током, который находится в изменяющемся собственном магнитном поле, возникает явление электромагнитной индукции, характеристикой которого служит э.д.с. самоиндукции.

Собственное магнитное поле тока в контуре создает магнитный поток ФS через площадь поверхности, ограниченную самим контуром. Магнитный поток ФS называется потоком самоиндукции контура и пропорционален силе тока I в контуре: Фs = LI.

Величина L называется индуктивностью контура и является его электрической характеристикой, подобно сопротивлению R контура и другим характеристикам. Значение L зависит от размеров контура, его геометрической формы и относительной магнитной проницаемости среды, в которой находится контур. Например, для достаточно длинного соленоида длиной l и площадью сечения витка S с общим числом вит

ков N, магнитная индукция которого внутри имеет вид В = μμ0 пI,

индуктивность равна ,

где μo = 4π • 10 -7 Гн/м — магнитная постоянная, μ — относительная магнитная проницаемость среды, - число витков на единицу длины.

Измеряется индуктивность в - генри

Если контур с током не деформируется и относительная магнитная проницаемость среды постоянна, то

индуктивность контура постоянна. Тогда εis пропорциональна только скорости изменения силы тока:

.

Под действием εis в контуре появляется индукционный ток Is который, по правилу Ленца, противодействует изменению тока в цепи, вызвавшего явление самоиндукции. Ток Is накладываясь на основной ток, замедляет его возрастание или препятствует его убыванию. Индуктивность контура является мерой его «инертности» по отношению к изменению тока в контуре. В этом смысле индуктивность L контура в электродинамике играет такую же роль, как масса тела в механике.

Для создания тока I в контуре с индуктивностью L необходимо совершить работу на преодоление э.д.с. самоиндукции. Собственной энергией Wm. тока силой I называется величина, численно равная этой работе: Собственная энергия тока сосредоточена в магнитном поле, созданном проводником с током. Поэтому говорят об энергии магнитного поля, и считается, что собственная энергия тока распределена по всему пространству, где имеется магнитное поле. Энергия магнитного поля равна собственной энергии тока.

Объемной плотностью энергии ωm магнитного поля называется энергия, заключенная в единице объема поля: . Для магнитного поля в изотропной и неферромагнитной среде . Это выражение справедливо нетолько для однородного поля, но и для произвольных, в том числе и переменных во времени, магнитных полей.

Кроме того, необходимо знать следующие формулы: для вычисления магнитной индукции прямого провод

ника

где r - расстояние от проводника до точки поля

Индукция магнитного поля кругового тока (R - радиус витка)

 

Принцип суперпозиции магнитных полей : магнитная индукция результирующего поля равна геометрической сумме векторов магнитной индукции полей накладываемых в данной точке пространства

 

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.