ე.წ. თვითინდუქცია.ე.წ. e L, ინდუქციას გამტარში ან ხვეულში მაგნიტური ნაკადის ცვლილების შედეგად, რომელიც წარმოიქმნება იმავე გამტარში ან კოჭში, ე. დ.ს. თვითინდუქცია (სურ. 60). ეს ე. დ.ს. ხდება დენის ნებისმიერი ცვლილებისას, მაგალითად, ელექტრული სქემების დახურვისას და გახსნისას, ელექტროძრავების დატვირთვის ცვლისას და ა.შ. რაც უფრო სწრაფად იცვლება დენი გამტარში ან კოჭში, მით უფრო დიდია მათში შემავალი მაგნიტური ნაკადის ცვლილების სიჩქარე. და უფრო დიდი ე. დ.ს. მათში თვითინდუქციაა გამოწვეული. მაგალითად, ე. დ.ს. თვითინდუქცია e L ხდება AB გამტარში (იხ. სურ. 54), როდესაც მასში გამავალი დენი იცვლება i 1. ამიტომ, ცვალებადი მაგნიტური ველი იწვევს ე. დ.ს. იმავე გამტარში, რომელშიც იცვლება დენი, რომელიც ქმნის ამ ველს.

მიმართულება ე. დ.ს. თვითინდუქცია განისაზღვრება ლენცის წესით. ე.წ. თვითინდუქციას ყოველთვის აქვს ისეთი მიმართულება, რომლითაც ის ხელს უშლის დენის ცვლილებას, რამაც გამოიწვია იგი.შესაბამისად, გამტარში (კოჭში) დენის მატებასთან ერთად, ე. დ.ს. თვითინდუქცია მიმართული იქნება დენის წინააღმდეგ, ანუ ხელს შეუშლის მის მატებას (სურ. 61, ა) და პირიქით, როდესაც დენი იკლებს გამტარში (კოჭას), ე. დ.ს. თვითინდუქცია, რომელიც ემთხვევა დენის მიმართულებით, ანუ ხელს უშლის მის შემცირებას (ნახ. 61, ბ). თუ კოჭში დენი არ იცვლება, მაშინ ე. დ.ს. თვითინდუქცია არ ხდება.

მიმართულების განსაზღვრის ზემოაღნიშნული წესიდან ე. დ.ს. თვითინდუქცია აქედან გამომდინარეობს, რომ ეს ე. დ.ს. აქვს დამუხრუჭების ეფექტი ელექტრულ წრეებში დენის ცვლილებაზე. ამ მხრივ მისი მოქმედება ინერციის ძალის მოქმედების მსგავსია, რომელიც ხელს უშლის სხეულის პოზიციის ცვლილებას. ელექტრულ წრეში (სურ. 62, ა), რომელიც შედგება R წინაღობის მქონე რეზისტორისგან და კოჭის K-ისგან, დენი იქმნება წყაროს ძაბვის U და e-ის ერთობლივი მოქმედებით. დ.ს. თვითინდუქცია e L გამოწვეული კოჭში. განსახილველი წრედის წყაროსთან შეერთებისას. დ.ს. თვითინდუქცია e L (იხ. მყარი ისარი) აფერხებს დენის სიძლიერის ზრდას. მაშასადამე, დენი i აღწევს სტაბილურ მნიშვნელობას I \u003d U/R (ოჰმის კანონის მიხედვით) არა მყისიერად, არამედ გარკვეული პერიოდის განმავლობაში (ნახ. 62, ბ). ამ დროის განმავლობაში ელექტრულ წრეში ხდება გარდამავალი პროცესი, რომლის დროსაც იცვლება e L და i. ზუსტად

ასევე, როდესაც ელექტრული წრე გამორთულია, i დენი მყისიერად არ იკლებს ნულამდე, არამედ ე-ის მოქმედების გამო. დ.ს. e L (იხ. წყვეტილი ისარი) თანდათან მცირდება.

ინდუქციურობა.სხვადასხვა გამტარების (კოჭების) უნარი ე. დ.ს. თვითინდუქცია ფასდება L ინდუქციით. იგი აჩვენებს რომელი ე. დ.ს. თვითინდუქცია ხდება მოცემულ გამტარში (კოჭში), როდესაც დენი იცვლება 1 A-ით 1 წამის განმავლობაში. ინდუქციურობა იზომება ჰენრიში (H), 1 H = 1 Ohm*s. პრაქტიკაში, ინდუქციურობა ხშირად იზომება ჰენრის მეათასედებში - მილიჰენრიში (mH) და ჰენრის მემილიონედებში - მიკროჰენრიში (μH).

არის თუ არა კოჭის ინდუქციურობა დამოკიდებული ხვეულის შემობრუნების რაოდენობაზე? და მაგნიტური წინააღმდეგობა R m მისი მაგნიტური წრე, ანუ მისი მაგნიტური გამტარიანობისგან? და გეომეტრიული ზომები l და s. თუ ფოლადის ბირთვი ჩასმულია ხვეულში, მისი ინდუქციურობა მკვეთრად იზრდება კოჭის მაგნიტური ველის გაძლიერების გამო. ამ შემთხვევაში, დენი 1 A ქმნის ბევრად უფრო დიდ მაგნიტურ ნაკადს, ვიდრე ბირთვის გარეშე.

ინდუქციური L ცნების გამოყენებით, შეიძლება მივიღოთ ე. დ.ს. თვითინდუქცია შემდეგი ფორმულით:

e L = – L ?i / ?t (53)

სად?i არის დირიჟორში (სპირალში) დენის ცვლილება გარკვეული პერიოდის განმავლობაში?t.

აქედან გამომდინარე, ე. დ.ს. თვითინდუქცია პროპორციულია დენის ცვლილების სიჩქარისა.

DC სქემების ჩართვა და გამორთვა ინდუქტორით. DC წყაროსთან დაკავშირებისას ელექტრული წრედის U ძაბვით, რომელიც შეიცავს R და L, გადამრთველს B1 (ნახ. 63, ა), დენი იზრდება იმ მუდმივ მნიშვნელობამდე, რომელსაც ვაყენებ \u003d U / R არა მყისიერად, ვინაიდან ე. დ.ს. თვითინდუქცია e L, რომელიც წარმოიქმნება ინდუქციურობაში, მოქმედებს გამოყენებული V ძაბვის საწინააღმდეგოდ და ხელს უშლის დენის აწევას. განსახილველი პროცესისთვის დამახასიათებელია i დენის თანდათანობითი ცვლილება (ნახ. 63, ბ) და ძაბვები u a და u L მრუდების გასწვრივ - გამოფენები. i, u a და u L-ის შეცვლა მითითებული მრუდების გასწვრივ ეწოდება აპერიოდული.

წრედში დენის სიძლიერის გაზრდის სიჩქარე და u a და u L ძაბვის ცვლილება ხასიათდება წრის დროის მუდმივი

T=L/R (54)

ის იზომება წამებში, დამოკიდებულია მხოლოდ მოცემული მიკროსქემის R და L პარამეტრებზე და საშუალებას გაძლევთ შეაფასოთ მიმდინარე ცვლილების პროცესის ხანგრძლივობა შედგენის გარეშე. ეს ხანგრძლივობა თეორიულად უსასრულოა. პრაქტიკაში, როგორც წესი, ითვლება, რომ ეს არის (3-4) T. ამ დროის განმავლობაში წრეში დენი აღწევს სტაბილური მნიშვნელობის 95-98%. ამიტომ, რაც უფრო დიდია წინააღმდეგობა და რაც უფრო დაბალია ინდუქციური L, მით უფრო სწრაფია დენის შეცვლის პროცესი ელექტრულ სქემებში ინდუქციით. დროის მუდმივა T აპერიოდულ პროცესში შეიძლება განისაზღვროს, როგორც სეგმენტი AB, რომელიც მოწყვეტილია ტანგენტით, რომელიც ამოღებულია საწყისიდან განსახილველ მრუდამდე (მაგალითად, დენი i) ხაზზე, რომელიც შეესაბამება ამ სიდიდის მუდმივ მნიშვნელობას.
ინდუქციური თვისება დენის შეცვლის პროცესის შენელებისთვის გამოიყენება დროის შეფერხებების შესაქმნელად სხვადასხვა მოწყობილობების გაშვებისას (მაგალითად, ქვიშის ყუთების მუშაობის კონტროლისას ლოკომოტივის ბორბლების ქვეშ ქვიშის ნაწილების პერიოდულად მიწოდებისას). ელექტრომაგნიტური დროის რელეს მოქმედება ასევე ეფუძნება ამ ფენომენის გამოყენებას (იხ. § 94).

ტალღების გადართვა. E განსაკუთრებით ძლიერია. დ.ს. თვითინდუქცია სქემების გახსნისას, რომლებიც შეიცავს ხვეულებს დიდი რაოდენობით ბრუნვით და ფოლადის ბირთვით (მაგალითად, გენერატორების გრაგნილები, ელექტროძრავები, ტრანსფორმატორები და ა.შ.), ანუ სქემები მაღალი ინდუქციით. ამ შემთხვევაში, შედეგად ე. დ.ს. თვითინდუქცია e L შეიძლება ბევრჯერ აღემატებოდეს წყაროს U ძაბვას და, მისი შეჯამებით, გამოიწვიოს ელექტრო სქემებში გადაჭარბებული ძაბვები (ნახ. 64, ა), ე.წ. გადართვა( ხდება როცა გადართვა- ელექტრული სქემების გადართვა). ისინი საშიშია ელექტროძრავების, გენერატორებისა და ტრანსფორმატორების გრაგნილისთვის, რადგან მათ შეუძლიათ გამოიწვიონ მათი იზოლაციის რღვევა.

დიდი ე. დ.ს. თვითინდუქცია ასევე ხელს უწყობს ელექტრული ნაპერწკლის ან რკალის წარმოქმნას ელექტრო მოწყობილობებში, რომლებიც ცვლიან ელექტრული სქემებს. მაგალითად, დანის გადამრთველის კონტაქტების გახსნის მომენტში (სურ. 64, ბ) წარმოიქმნება ე. დ.ს. თვითინდუქცია მნიშვნელოვნად ზრდის პოტენციურ განსხვავებას გადამრთველის ღია კონტაქტებს შორის და არღვევს ჰაერის უფსკრული. მიღებული ელექტრული რკალი შენარჩუნებულია გარკვეული დროის განმავლობაში ე. დ.ს. თვითინდუქცია, რაც აჭიანურებს წრედში დენის გამორთვის პროცესს. ეს ფენომენი ძალზე არასასურველია, რადგან რკალი დნება გათიშვის მოწყობილობების კონტაქტებს, რაც იწვევს მათ სწრაფ უკმარისობას. ამიტომ, ყველა მოწყობილობაში, რომელიც გამოიყენება ელექტრული სქემების გასახსნელად, უზრუნველყოფილია რკალის ჩაქრობის სპეციალური მოწყობილობები, რომლებიც უზრუნველყოფენ რკალის ჩაქრობის აჩქარებას.

გარდა ამისა, მნიშვნელოვანი ინდუქციის მქონე დენის სქემებში (მაგალითად, გენერატორების აგზნების გრაგნილები), გამონადენის რეზისტორი Rp დაკავშირებულია R-L წრედთან (ანუ შესაბამისი გრაგნილი) პარალელურად (ნახ. 65, ა). ამ შემთხვევაში B1 გადამრთველის გამორთვის შემდეგ R-L წრე არ წყდება, არამედ იკეტება რეზისტორის R p. i წრედში დენი მყისიერად კი არ იკლებს, არამედ თანდათან - ექსპონენციალურად (სურ. 65.6), ვინაიდან ე. დ.ს. თვითინდუქცია e L, რომელიც წარმოიქმნება L ინდუქციურობაში, ხელს უშლის დენის შემცირებას. ძაბვა u p გამონადენის რეზისტორზე ასევე ექსპონენციურად იცვლება დენის ცვლილების პროცესში. ის უდრის R-L წრედზე დაყენებულ ძაბვას, ანუ შესაბამისი ტერმინალებზე.

მიმდინარე გრაგნილი. საწყის მომენტში, U p დაწყება = UR p / R, ანუ დამოკიდებულია გამონადენის რეზისტორის წინააღმდეგობაზე; Rp-ის მაღალი მნიშვნელობებით, ეს ძაბვა შეიძლება იყოს ზედმეტად მაღალი და საშიში ელექტრული დანადგარის იზოლაციისთვის. პრაქტიკაში, შედეგად მიღებული გადაძაბვის შესაზღუდად, გამონადენი რეზისტორის წინააღმდეგობა R p აღებულია არაუმეტეს 4-8-ჯერ, ვიდრე შესაბამისი გრაგნილის R წინააღმდეგობა.

გარდამავალი პროცესების წარმოშობის პირობები. R-L მიკროსქემის ჩართვა-გამორთვისას ზემოთ განხილულ პროცესებს ე.წ გარდამავალი. ისინი წარმოიქმნება წყაროს ან მიკროსქემის ცალკეული მონაკვეთების ჩართვა-გამორთვისას, აგრეთვე მუშაობის რეჟიმის შეცვლისასმაგალითად, დატვირთვის უეცარი ცვლილებით, წყვეტებით და მოკლე ჩართვებით. იგივე გარდამავლები ხდება მითითებულ პირობებში და სქემებში, რომლებიც შეიცავს C სიმძლავრის კონდენსატორებს. ზოგიერთ შემთხვევაში, ტრანზიტორები საშიშია წყაროებისა და მიმღებებისთვის, რადგან მიღებული დენები და ძაბვები შეიძლება ბევრჯერ აღემატებოდეს ნომინალურ მნიშვნელობებს, რისთვისაც ეს არის შექმნილია. მოწყობილობები. თუმცა, ელექტრული აღჭურვილობის ზოგიერთ ელემენტში, განსაკუთრებით სამრეწველო ელექტრონიკის მოწყობილობებში, გარდამავალია ოპერაციული რეჟიმები.

ფიზიკურად, გარდამავალი პროცესების წარმოშობა აიხსნება იმით, რომ ინდუქტორები და კონდენსატორები ენერგიის შესანახი მოწყობილობებია და ამ ელემენტებში ენერგიის დაგროვებისა და განთავისუფლების პროცესი არ შეიძლება მოხდეს მყისიერად, შესაბამისად, დენი ინდუქტორში და ძაბვა კონდენსატორზე. არ შეიძლება მყისიერად შეცვლა. გარდამავალი პროცესის დრო, რომლის დროსაც მიკროსქემის ჩართვის, გამორთვისა და მუშაობის რეჟიმის შეცვლისას ხდება დენის და ძაბვის თანდათანობითი ცვლილება, განისაზღვრება მიკროსქემის R, L და C მნიშვნელობებით. და შეიძლება იყოს წილადები და წამების ერთეული. გარდამავალი პერიოდის დასრულების შემდეგ დენი და ძაბვა იძენს ახალ მნიშვნელობებს, რომლებიც ე.წ შეიქმნა.

მიკროსქემის მაგნიტური ველი, რომელშიც იცვლება დენის სიძლიერე, იწვევს დენს არა მხოლოდ სხვა წრეებში, არამედ თავისთავადაც. ამ ფენომენს თვითინდუქციას უწოდებენ.

ექსპერიმენტულად დადგინდა, რომ წრეში გამავალი დენის მიერ შექმნილი ველის მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის მაგნიტური ნაკადი პროპორციულია ამ დენის სიძლიერისა:

სადაც L არის მარყუჟის ინდუქცია. მიკროსქემის მუდმივი მახასიათებელი, რომელიც დამოკიდებულია მის ფორმასა და ზომაზე, აგრეთვე იმ საშუალების მაგნიტურ გამტარიანობაზე, რომელშიც მდებარეობს წრე. [L] = Hn (ჰენრი,

1H = Wb / A).

თუ dt დროის განმავლობაში წრეში დენი იცვლება dI-ით, მაშინ ამ დენთან დაკავშირებული მაგნიტური ნაკადი შეიცვლება dФ \u003d LdI-ით, რის შედეგადაც ამ წრეში გამოჩნდება თვითინდუქციის EMF:

მინუს ნიშანი აჩვენებს, რომ თვითინდუქციის EMF (და, შესაბამისად, თვითინდუქციური დენი) ყოველთვის ხელს უშლის დენის სიძლიერის ცვლილებას, რამაც გამოიწვია თვითინდუქცია.

თვითინდუქციის ფენომენის კარგი მაგალითია დახურვის და გახსნის დამატებითი დენები, რომლებიც წარმოიქმნება მნიშვნელოვანი ინდუქციით ელექტრული სქემების ჩართვა-გამორთვისას.

მაგნიტური ველის ენერგია

მაგნიტურ ველს აქვს პოტენციური ენერგია, რომელიც მისი ფორმირების (ან ცვლილების) მომენტში ივსება წრეში დენის ენერგიის გამო, რაც ამ შემთხვევაში მუშაობს თვითინდუქციის EMF-ის წინააღმდეგ, რომელიც წარმოიქმნება ცვლილება სფეროში.

იმუშავეთ dA დროის უსასრულოდ მცირე პერიოდის განმავლობაში dt, რომლის დროსაც თვითინდუქციური EMF და მიმდინარე I შეიძლება ჩაითვალოს მუდმივი, უდრის:

. (5)

მინუს ნიშანი მიუთითებს, რომ ელემენტარული სამუშაო შესრულებულია დენით თვითინდუქციის EMF-ის წინააღმდეგ. სამუშაოს დასადგენად, როდესაც დენი იცვლება 0-დან I-მდე, ჩვენ ვაერთიანებთ მარჯვენა მხარეს, მივიღებთ:

. (6)

ეს ნამუშევარი რიცხობრივად უდრის ამ წრესთან დაკავშირებული მაგნიტური ველის პოტენციური ენერგიის ΔW p ზრდას, ანუ A= -ΔW p.

მოდით გამოვხატოთ მაგნიტური ველის ენერგია მისი მახასიათებლების მიხედვით სოლენოიდის მაგალითის გამოყენებით. ჩვენ ვივარაუდებთ, რომ სოლენოიდის მაგნიტური ველი ერთგვაროვანია და ძირითადად მდებარეობს მის შიგნით. მოდით ჩავანაცვლოთ (5) სოლენოიდის ინდუქციურობის მნიშვნელობა, გამოხატული მისი პარამეტრებით და დენის მნიშვნელობა I, გამოსახული სოლენოიდის მაგნიტური ველის ინდუქციის ფორმულიდან:

, (7)

სადაც N არის სოლენოიდის შემობრუნების მთლიანი რაოდენობა; ℓ არის მისი სიგრძე; S არის სოლენოიდის შიდა არხის განივი ფართობი.

, (8)

ჩანაცვლების შემდეგ გვაქვს:

ორივე ნაწილის V-ზე გაყოფით, ვიღებთ მოცულობითი ველის ენერგიის სიმკვრივეს:

(10)

ან, იმის გათვალისწინებით, რომ
ვიღებთ
. (11)

ალტერნატიული დენი

2.1 ალტერნატიული დენი და მისი ძირითადი მახასიათებლები

ალტერნატიული დენი არის დენი, რომელიც დროთა განმავლობაში იცვლება როგორც სიდიდით, ასევე მიმართულებით. ალტერნატიული დენის მაგალითია მოხმარებული სამრეწველო დენი. ეს დენი სინუსოიდურია, ე.ი. მისი პარამეტრების მყისიერი მნიშვნელობა იცვლება დროთა განმავლობაში სინუსის (ან კოსინუსის) კანონის მიხედვით:

მე= I 0 sinωt, u = U 0 sin(ωt + φ 0). (12)

პ ცვლადი სინუსოიდური დენის მიღება შესაძლებელია ჩარჩოს (წრე) მუდმივი სიჩქარით როტაციით.

ერთგვაროვან მაგნიტურ ველში ინდუქციით ბ(ნახ.5). ამ შემთხვევაში წრეში შემავალი მაგნიტური ნაკადი იცვლება კანონის მიხედვით

სადაც S არის კონტურის ფართობი, α = ωt არის ჩარჩოს ბრუნვის კუთხე t დროში. ნაკადის ცვლილება იწვევს ინდუქციურ EMF-ს

, (17)

რომლის მიმართულება განისაზღვრება ლენცის წესით.

ე თუ წრე დახურულია (ნახ. 5), მაშინ მასში დენი გადის:

. (18)

ელექტრომოძრავი ძალის ცვლილების გრაფიკი და ინდუქციური დენი მენაჩვენებია ნახ.6.

ალტერნატიული დენი ხასიათდება პერიოდი T, სიხშირე ν = 1/T, ციკლური სიხშირე
და ფაზა φ \u003d (ωt + φ 0) გრაფიკულად, ძაბვის მნიშვნელობები და ალტერნატიული დენის სიძლიერე მიკროსქემის განყოფილებაში წარმოდგენილი იქნება ორი სინუსოიდით, ზოგადად გადაადგილებული ფაზაში φ-ით.

ალტერნატიული დენის დასახასიათებლად შემოტანილია დენის და ძაბვის ეფექტური (ეფექტური) მნიშვნელობის ცნებები. ალტერნატიული დენის სიძლიერის ეფექტური მნიშვნელობა არის პირდაპირი დენის სიძლიერე, რომელიც გამოყოფს მოცემულ გამტარში იმდენ სითბოს ერთი პერიოდის განმავლობაში, რამდენსაც გამოყოფს სითბოს და მოცემულ ალტერნატიულ დენს.

,
. (13)

ალტერნატიული დენის წრეში შემავალი ინსტრუმენტები (ამპერმეტრი, ვოლტმეტრი) აჩვენებს დენის და ძაბვის ეფექტურ მნიშვნელობებს.

ელექტრომაგნიტური ინდუქცია - ელექტრული დენების წარმოქმნა მაგნიტური ველებით, რომლებიც იცვლება დროთა განმავლობაში. ფარადეისა და ჰენრის მიერ ამ ფენომენის აღმოჩენამ გარკვეული სიმეტრია შემოიტანა ელექტრომაგნიტიზმის სამყაროში. მაქსველმა ერთ თეორიაში მოახერხა ცოდნის შეგროვება ელექტროენერგიისა და მაგნეტიზმის შესახებ. მისმა კვლევამ იწინასწარმეტყველა ელექტრომაგნიტური ტალღების არსებობა ექსპერიმენტულ დაკვირვებებამდე. ჰერცმა დაამტკიცა მათი არსებობა და გაუხსნა კაცობრიობისთვის ტელეკომუნიკაციების ეპოქა.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-14-210x140..jpg 614w

ფარადეის ექსპერიმენტები

ფარადეისა და ლენცის კანონები

ელექტრული დენები ქმნის მაგნიტურ ეფექტებს. შესაძლებელია თუ არა მაგნიტურმა ველმა ელექტრული ველის წარმოქმნა? ფარადეიმ აღმოაჩინა, რომ სასურველი ეფექტები წარმოიქმნება დროთა განმავლობაში მაგნიტური ველის ცვლილებების გამო.

როდესაც გამტარს კვეთს ალტერნატიული მაგნიტური ნაკადი, მასში წარმოიქმნება ელექტრომოძრავი ძალა, რაც იწვევს ელექტრო დენს. სისტემა, რომელიც წარმოქმნის დენს, შეიძლება იყოს მუდმივი მაგნიტი ან ელექტრომაგნიტი.

ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენი რეგულირდება ორი კანონით: ფარადეის და ლენცის.

ლენცის კანონი საშუალებას გაძლევთ დაახასიათოთ ელექტრომოძრავი ძალა მისი მიმართულების მიმართ.

Მნიშვნელოვანი!ინდუცირებული ემფ-ის მიმართულება ისეთია, რომ მის მიერ წარმოქმნილი დენი ეწინააღმდეგება მიზეზს, რომელიც ქმნის მას.

ფარადეიმ შენიშნა, რომ ინდუცირებული დენის ინტენსივობა იზრდება, როდესაც წრეზე გამავალი ველის ხაზების რაოდენობა უფრო სწრაფად იცვლება. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ელექტრომაგნიტური ინდუქციის EMF პირდაპირ არის დამოკიდებული მოძრავი მაგნიტური ნაკადის სიჩქარეზე.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/2-10-768x454..jpg 960w

EMF ინდუქცია

ინდუქციური emf ფორმულა განისაზღვრება შემდეგნაირად:

E \u003d - dF / dt.

ნიშანი "-" გვიჩვენებს, თუ როგორ უკავშირდება ინდუცირებული ემფ-ის პოლარობა ნაკადის ნიშანს და ცვალებადი სიჩქარის ნიშანს.

მიღებულია ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონის ზოგადი ფორმულირება, საიდანაც შეიძლება გამოვიდეს გამონათქვამები ცალკეული შემთხვევებისთვის.

მავთულის მოძრაობა მაგნიტურ ველში

როდესაც l სიგრძის მავთული მოძრაობს მაგნიტურ ველში B ინდუქციით, EMF ინდუცირებული იქნება მის შიგნით, მისი წრფივი სიჩქარის პროპორციული v. EMF-ის გამოსათვლელად გამოიყენება ფორმულა:

• მაგნიტური ველის მიმართულების პერპენდიკულარული გამტარის მოძრაობის შემთხვევაში:

E \u003d - B x l x v;

• α განსხვავებული კუთხით მოძრაობის შემთხვევაში:

E \u003d - B x l x v x sin α.

ინდუცირებული EMF და დენი მიმართული იქნება იმ მიმართულებით, რომელსაც ჩვენ ვპოულობთ მარჯვენა ხელის წესის გამოყენებით: მაგნიტური ველის ხაზებზე ხელის პერპენდიკულარულად დაყენებით და ცერა თითით მიმართული მიმართულებით, შეგიძლიათ გაიგოთ EMF-ის მიმართულება საიდანაც. დარჩენილი ოთხი გასწორებული თითი.

Jpg?x15027" alt="(!LANG: მავთულის გადატანა MP-ში" width="600" height="429">!}

მავთულის გადატანა MP-ში

მბრუნავი კოჭა

ელექტროენერგიის გენერატორის მოქმედება ეფუძნება მიკროსქემის ბრუნვას MP-ში, რომელსაც აქვს N მოხვევები.

EMF ინდუცირებულია ელექტრულ წრეში, როდესაც მაგნიტური ნაკადი კვეთს მას, მაგნიტური ნაკადის განმარტების შესაბამისად Ф = B x S x cos α (მაგნიტური ინდუქცია გამრავლებული ზედაპირის ფართობზე, რომლითაც გადის MP და კოსინუსის B ვექტორისა და S სიბრტყის პერპენდიკულარული წრფის მიერ წარმოქმნილი კუთხე).

ფორმულიდან გამომდინარეობს, რომ F ექვემდებარება ცვლილებებს შემდეგ შემთხვევებში:

• MF ცვლილებების ინტენსივობა - ვექტორი B;
• კონტურით შემოსაზღვრული ფართობი მერყეობს;
• იცვლება მათ შორის კუთხით მოცემული ორიენტაცია.

ფარადეის პირველ ექსპერიმენტებში ინდუცირებული დენები მიიღეს მაგნიტური ველის B შეცვლით. თუმცა, შესაძლებელია EMF-ის გამოწვევა მაგნიტის გადაადგილების ან დენის შეცვლის გარეშე, არამედ უბრალოდ მაგნიტურ ველში მისი ღერძის გარშემო კოჭის ბრუნვით. ამ შემთხვევაში, მაგნიტური ნაკადი იცვლება α კუთხის ცვლილების გამო. ხვეული, ბრუნვის დროს, კვეთს დეპუტატის ხაზებს, წარმოიქმნება ემფ.

თუ ხვეული ბრუნავს ერთნაირად, ეს პერიოდული ცვლილება იწვევს მაგნიტური ნაკადის პერიოდულ ცვლილებას. ან ყოველ წამში გადაკვეთილი ძალის MF ხაზების რაოდენობა იღებს თანაბარ მნიშვნელობებს თანაბარი დროის ინტერვალებით.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/4-10-768x536..jpg 900w

კონტურის როტაცია MP-ში

Მნიშვნელოვანი!ინდუცირებული ემფ იცვლება ორიენტაციის დროს დროთა განმავლობაში დადებითიდან უარყოფითზე და პირიქით. EMF-ის გრაფიკული გამოსახულება არის სინუსოიდური ხაზი.

ელექტრომაგნიტური ინდუქციის EMF ფორმულისთვის გამოიყენება გამოთქმა:

E \u003d B x ω x S x N x sin ωt, სადაც:

• S არის ერთი შემობრუნებით ან ჩარჩოთი შეზღუდული ფართობი;
• N არის ბრუნთა რაოდენობა;
• ω არის კუთხოვანი სიჩქარე, რომლითაც ხვეული ბრუნავს;
• B – MF ინდუქცია;
• კუთხე α = ωt.

პრაქტიკაში, ალტერნატორებში, ხშირად კოჭა რჩება სტაციონარული (სტატორი) და ელექტრომაგნიტი ბრუნავს მის გარშემო (როტორი).

EMF თვითინდუქცია

როდესაც ალტერნატიული დენი გადის კოჭში, ის წარმოქმნის ალტერნატიულ მაგნიტურ ველს, რომელსაც აქვს ცვალებადი მაგნიტური ნაკადი, რომელიც იწვევს ემფ. ამ ეფექტს თვითინდუქციას უწოდებენ.

ვინაიდან დეპუტატი დენის ინტენსივობის პროპორციულია, მაშინ:

სადაც L არის ინდუქციურობა (H), რომელიც განისაზღვრება გეომეტრიული სიდიდეებით: მობრუნებების რაოდენობა სიგრძის ერთეულზე და მათი განივი მონაკვეთის ზომები.

ინდუქციური emf-სთვის ფორმულა იღებს ფორმას:

E \u003d - L x dI / dt.

ორმხრივი ინდუქცია

თუ ორი ხვეული განლაგებულია გვერდიგვერდ, მაშინ მათში წარმოიქმნება ურთიერთინდუქციის EMF, რაც დამოკიდებულია ორივე სქემის გეომეტრიაზე და მათ ორიენტაციაზე ერთმანეთთან შედარებით. როდესაც სქემების განცალკევება იზრდება, ურთიერთინდუქციურობა მცირდება, რადგან მცირდება მათ დამაკავშირებელი მაგნიტური ნაკადი.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/5-5.jpg 680w

ორმხრივი ინდუქცია

მოდით იყოს ორი ხვეული. N1 შემობრუნებით ერთი ხვეულის მავთულის მეშვეობით მიედინება I1 დენი, რომელიც ქმნის კოჭში N2 შემობრუნებით გამავალ MF-ს. შემდეგ:

1. მეორე კოჭის ორმხრივი ინდუქციურობა პირველთან შედარებით:

M21 = (N2 x F21)/I1;

1. მაგნიტური ნაკადი:

F21 = (M21/N2) x I1;

1. იპოვეთ ინდუცირებული ემფ:

E2 = - N2 x dФ21/dt = - M21x dI1/dt;

1. EMF ინდუცირებულია იდენტურად პირველ ხვეულში:

E1 = - M12 x dI2/dt;

Მნიშვნელოვანი!ერთ კოჭში ურთიერთ ინდუქციით გამოწვეული ელექტრომამოძრავებელი ძალა ყოველთვის პროპორციულია მეორეში ელექტრული დენის ცვლილებისა.

ორმხრივი ინდუქციურობა შეიძლება ჩაითვალოს ტოლი:

M12 = M21 = M.

შესაბამისად, E1 = - M x dI2/dt და E2 = M x dI1/dt.

M = K √ (L1 x L2),

სადაც K არის შეერთების კოეფიციენტი ორ ინდუქციებს შორის.

ურთიერთინდუქციურობის ფენომენი გამოიყენება ტრანსფორმატორებში - ელექტრო მოწყობილობებში, რომლებიც საშუალებას გაძლევთ შეცვალოთ ალტერნატიული ელექტრული დენის ძაბვის მნიშვნელობა. მოწყობილობა შედგება ორი ხვეულისგან, რომლებიც შემოხვეულია ერთი ბირთვის გარშემო. პირველში არსებული დენი ქმნის ცვალებად მაგნიტურ ველს მაგნიტურ წრეში და ელექტრულ დენს მეორე კოჭაში. თუ პირველი გრაგნილის შემობრუნების რაოდენობა მეორეზე ნაკლებია, ძაბვა იზრდება და პირიქით.

თვითინდუქცია

თითოეული გამტარი, რომლის მეშვეობითაც მიედინება ელექტროენერგია. დენი თავის მაგნიტურ ველშია.

როდესაც დირიჟორში იცვლება დენის სიძლიერე, იცვლება მ.ველი, ე.ი. ამ დენით შექმნილი მაგნიტური ნაკადი იცვლება. მაგნიტური ნაკადის ცვლილება იწვევს მორევის ელ. ველი და ინდუქციური emf გამოჩნდება წრედში.





ამ ფენომენს თვითინდუქციას უწოდებენ.
თვითინდუქცია - EMF ინდუქციის გაჩენის ფენომენი ელფოსტაში. წრე დენის სიძლიერის ცვლილების შედეგად.
შედეგად ემფ ე.წ EMF თვითინდუქცია

წრედის დახურვა





დახურვისას ელ. წრეში იზრდება დენი, რაც იწვევს კოჭში მაგნიტური ნაკადის ზრდას, წარმოიქმნება მორევის ელექტრო. დინების წინააღმდეგ მიმართული ველი, ე.ი. კოჭში ხდება თვითინდუქციის EMF, რომელიც ხელს უშლის დენის აწევას წრედში (მორევის ველი ანელებს ელექტრონებს).
Როგორც შედეგი L1 ანათებს მოგვიანებით,ვიდრე L2.

Გახსნილი წრე





როდესაც ელექტრული წრე იხსნება, დენი იკლებს, ხვდება მ.ნაკადის შემცირება ხვეულში, ჩნდება მორევის ელექტრული ველი, მიმართული დენივით (მიდრეკილია იგივე დენის სიძლიერის შენარჩუნებაზე), ე.ი. კოჭში ჩნდება თვითინდუქციური ემფ, რომელიც ინარჩუნებს დენს წრედში.
შედეგად, L გამორთულია კაშკაშა ციმციმებს.

დასკვნა

ელექტროტექნიკაში თვითინდუქციის ფენომენი ვლინდება წრედის დახურვისას (ელექტრული დენი თანდათან იზრდება) და წრედის გახსნისას (ელექტრული დენი დაუყოვნებლივ არ ქრება).

რაზეა დამოკიდებული თვითინდუქციის EMF?

ფოსტა დენი ქმნის საკუთარ მაგნიტურ ველს. მაგნიტური ნაკადი წრედში პროპორციულია მაგნიტური ველის ინდუქციის (Ф ~ B), ინდუქცია პროპორციულია დირიჟორში მიმდინარე სიძლიერისა.
(B ~ I), ამიტომ მაგნიტური ნაკადი პროპორციულია დენის სიძლიერისა (Ф ~ I).
თვითინდუქციის EMF დამოკიდებულია ელ.წერილში მიმდინარე სიძლიერის ცვლილების სიჩქარეზე. სქემები, გამტარის თვისებებიდან
(ზომა და ფორმა) და იმ საშუალების შედარებით მაგნიტურ გამტარიანობაზე, რომელშიც მდებარეობს გამტარი.
ფიზიკურ რაოდენობას, რომელიც აჩვენებს თვითინდუქციური EMF-ის დამოკიდებულებას გამტარის ზომასა და ფორმაზე და იმ გარემოზე, რომელშიც მდებარეობს გამტარი, ეწოდება თვითინდუქციური კოეფიციენტი ან ინდუქცია.





ინდუქციურობა - ფიზიკური. მნიშვნელობა რიცხობრივად უდრის თვითინდუქციის EMF-ს, რომელიც ჩნდება წრედში, როდესაც დენის სიძლიერე იცვლება 1 ამპერით 1 წამში.
ასევე, ინდუქციურობა შეიძლება გამოითვალოს ფორმულით:

სადაც F არის მაგნიტური ნაკადი წრედში, I არის დენის სიძლიერე წრედში.

ინდუქციური ერთეულები SI სისტემაში:

კოჭის ინდუქციურობა დამოკიდებულია:
შემობრუნების რაოდენობა, ხვეულის ზომა და ფორმა და საშუალო მაგნიტური გამტარიანობა
(შესაძლებელია ბირთვი).

თვითინდუქციის EMF ხელს უშლის დენის სიძლიერის ზრდას წრედის ჩართვისას და დენის სიძლიერის შემცირებას წრედის გახსნისას.

დირიჟორის გარშემო არის მაგნიტური ველი, რომელსაც აქვს ენერგია.
Საიდან მოდის? მიმდინარე წყარო შედის ელ. ჯაჭვი, აქვს ენერგიის მარაგი.
ელექტრონული ფოსტის დახურვის დროს. წრეში, დენის წყარო ხარჯავს ენერგიის ნაწილს თვითინდუქციის წარმოქმნილი EMF-ის მოქმედების დასაძლევად. ენერგიის ეს ნაწილი, რომელსაც დენის თვითენერგია ეწოდება, მიდის მაგნიტური ველის წარმოქმნამდე.

მაგნიტური ველის ენერგია არის საკუთარი მიმდინარე ენერგია.
დენის თვითენერგია რიცხობრივად უდრის სამუშაოს, რომელიც დენის წყარომ უნდა გააკეთოს თვითინდუქციური EMF-ის დასაძლევად, რათა შეიქმნას დენი წრეში.

დენის მიერ შექმნილი მაგნიტური ველის ენერგია პირდაპირპროპორციულია დენის სიძლიერის კვადრატისა.
სად ქრება მაგნიტური ველის ენერგია დენის გაჩერების შემდეგ? - გამოირჩევა (როდესაც იხსნება საკმარისად დიდი დენის წრე, შეიძლება წარმოიშვას ნაპერწკალი ან რკალი)

კითხვები ვერიფიკაციის სამუშაოსთვის
თემაზე "ელექტრომაგნიტური ინდუქცია"

1. ჩამოთვალეთ ინდუქციური დენის მიღების 6 გზა. 2. ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენი (განმარტება). 3. ლენცის წესი. 4. მაგნიტური ნაკადი (განმარტება, ნახაზი, ფორმულა, შემომავალი სიდიდეები, მათი საზომი ერთეულები). 5. ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონი (განმარტება, ფორმულა). 6. მორევის ელექტრული ველის თვისებები. 7. ერთგვაროვან მაგნიტურ ველში მოძრავი გამტარის ინდუქციის EMF (გამოჩენის მიზეზი, ნახაზი, ფორმულა, შეყვანის მნიშვნელობები, მათი საზომი ერთეულები). 7. თვითინდუქცია (მოკლე გამოვლინება ელექტროტექნიკაში, განმარტება). 8. თვითინდუქციის EMF (მისი მოქმედება და ფორმულა). 9. ინდუქციურობა (განმარტება, ფორმულები, საზომი ერთეულები). 10. დენის მაგნიტური ველის ენერგია (ფორმულა, საიდანაც მოდის დენის მ. ველის ენერგია, საიდანაც ქრება დენის გაჩერებისას).

როდესაც წრეში დენი იცვლება, მაგნიტური ინდუქციის ნაკადი იცვლება ამ წრედით შემოსაზღვრულ ზედაპირზე, მაგნიტური ინდუქციის ნაკადის ცვლილება იწვევს თვითინდუქციის EMF-ის აგზნებას. EMF-ის მიმართულება აღმოჩნდება ისეთი, რომ როდესაც წრეში დენი იზრდება, ემფ ხელს უშლის დენის მატებას, ხოლო როდესაც დენი მცირდება, ხელს უშლის მის შემცირებას.

EMF-ის სიდიდე პროპორციულია დენის სიძლიერის ცვლილების სიჩქარისა მედა მარყუჟის ინდუქციურობა ლ :

.

EMF წყაროს მქონე ელექტრულ წრეში თვითინდუქციის ფენომენის გამო, როდესაც წრე დახურულია, დენი არ დგინდება მყისიერად, არამედ გარკვეული დროის შემდეგ. მსგავსი პროცესები ასევე ხდება მიკროსქემის გახსნისას, ხოლო თვითინდუქციური ემფ-ის მნიშვნელობა შეიძლება მნიშვნელოვნად აღემატებოდეს წყაროს ემფ-ს. ყველაზე ხშირად ჩვეულებრივ ცხოვრებაში მას იყენებენ მანქანის აალების კოჭებში. ტიპიური თვითინდუქციური ძაბვა 12 ვ ბატარეის ძაბვაზე არის 7-25 კვ.

ფონდი ვიკიმედია. 2010 წ.

ნახეთ, რა არის "თვითინდუქციის EMF" სხვა ლექსიკონებში:

emf თვითინდუქცია- — [Ya.N. Luginsky, M.S. Fezi Zhilinskaya, Yu.S. Kabirov. English Russian Dictionary of Electrical Engineering and Power Engineering, მოსკოვი, 1999] თემები ელექტროტექნიკაში, ძირითადი ცნებები EN თვითინდუცირებული emfFaraday ძაბვის ინდუქციური ძაბვა ძაბვის თავის ინდუქცია ... ...

ეს არის ინდუქციის EMF-ის წარმოქმნის ფენომენი გამტარ წრეში, როდესაც წრეში გამავალი დენი იცვლება. როდესაც წრეში დენი იცვლება, მაგნიტური ნაკადი ამ წრედით შემოსაზღვრულ ზედაპირზეც პროპორციულად იცვლება. შეცვლა ... ... ვიკიპედია

- (ლათ. inductio ხელმძღვანელობა, მოტივაცია), მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს მაგნიტურს. ქ.ვა ელექტრო. ჯაჭვები. დენი, რომელიც მიედინება გამტარ წრეში, ქმნის მაგნიტს მიმდებარე მარჯვნივ. ველი და მაგნიტური ნაკადი F, რომელიც შეაღწევს წრეში (მასთან დაკავშირებულ), სწორია ... ... ფიზიკური ენციკლოპედია

რეაქტიული სიმძლავრე- მნიშვნელობა, რომელიც ტოლია ძაბვის ეფექტური მნიშვნელობის ნამრავლისა და დენის ეფექტური მნიშვნელობისა და ფაზური ცვლის სინუსს შორის ორტერმინალის ქსელის ძაბვასა და დენს შორის სინუსოიდური ელექტრული დენისა და ელექტრული ძაბვისთვის. [GOST R 52002 2003]…… ტექნიკური მთარგმნელის სახელმძღვანელო

ფიზიკის დარგი, რომელიც მოიცავს ცოდნას სტატიკური ელექტროენერგიის, ელექტრული დენების და მაგნიტური ფენომენების შესახებ. ელექტროსტატიკა ელექტროსტატიკა ეხება მოვლენებს, რომლებიც დაკავშირებულია მოსვენებულ ელექტრო მუხტებთან. შორის მოქმედი ძალების არსებობა ... ... კოლიერის ენციკლოპედია

ელექტრო მანქანა, რომელსაც არ აქვს მოძრავი ნაწილები და გარდაქმნის ერთი ძაბვის ალტერნატიულ დენს მეორე ძაბვის ალტერნატიულ დენად. უმარტივეს შემთხვევაში, იგი შედგება მაგნიტური წრედისგან (ბირთვი) და მასზე განთავსებული ორი გრაგნილი, პირველადი და ... ... ენციკლოპედიური ლექსიკონი