Sa anumang pagbabago sa kasalukuyang sa likid (o sa pangkalahatan sa konduktor), EMF ng self-induction.
Kapag ang isang EMF ay na-induce sa isang coil sa pamamagitan ng pagpapalit ng sarili nitong magnetic flux, ang magnitude ng EMF na ito ay nakasalalay sa rate ng pagbabago ng kasalukuyang. Kung mas malaki ang rate ng kasalukuyang pagbabago, mas malaki ang EMF ng self-induction.
Ang halaga ng EMF ng self-induction ay nakasalalay din sa bilang ng mga pagliko ng coil, ang density ng kanilang winding at ang laki ng coil. Kung mas malaki ang diameter ng coil, ang bilang ng mga liko nito at ang density ng winding, mas malaki ang EMF ng self-induction. Ang pag-asa na ito ng EMF ng self-induction sa rate ng pagbabago ng kasalukuyang sa coil, ang bilang ng mga liko at sukat nito ay may malaking kahalagahan sa electrical engineering.
Ang direksyon ng EMF ng self-induction ay tinutukoy ng batas ng Lenz. Ang EMF ng self-induction ay palaging may direksyon kung saan pinipigilan nito ang pagbabago sa kasalukuyang sanhi nito.
Sa madaling salita, ang pagbawas sa kasalukuyang sa likid ay nangangailangan ng hitsura ng isang EMF ng self-induction na nakadirekta sa direksyon ng kasalukuyang, ibig sabihin, pinipigilan ang pagbaba nito. At, sa kabaligtaran, na may pagtaas sa kasalukuyang sa likid, ang isang EMF ng self-induction ay lumitaw, na nakadirekta laban sa kasalukuyang, ibig sabihin, pinipigilan ang pagtaas nito.
Hindi dapat kalimutan na kung ang kasalukuyang sa likid ay hindi nagbabago, kung gayon hindi EMF self-induction hindi nangyayari. Ang kababalaghan ng self-induction ay lalo na binibigkas sa isang circuit na naglalaman ng isang coil na may isang iron core, dahil ang bakal ay makabuluhang pinatataas ang magnetic flux ng coil, at, dahil dito, ang magnitude ng self-induction EMF kapag nagbago ito.
Inductance
Kaya, alam natin na ang halaga ng EMF ng self-induction sa coil, bilang karagdagan sa rate ng pagbabago ng kasalukuyang sa loob nito, ay nakasalalay din sa laki ng coil at ang bilang ng mga liko nito.
Dahil dito, ang mga coils ng iba't ibang disenyo sa parehong rate ng kasalukuyang pagbabago ay may kakayahang mag-udyok sa self-induction emfs ng iba't ibang magnitude.
Upang makilala ang mga coils sa kanilang mga sarili sa pamamagitan ng kanilang kakayahang mag-udyok ng self-induction EMF sa kanilang sarili, ang konsepto ay ipinakilala inductance ng coil, o koepisyent ng self-induction.
Ang inductance ng isang coil ay isang halaga na nagpapakilala sa ari-arian ng coil upang mahikayat ang isang EMF ng self-induction sa sarili nito.
Ang inductance ng isang ibinigay na coil ay isang pare-parehong halaga, na independiyente sa parehong lakas ng kasalukuyang dumadaan dito at ang rate ng pagbabago nito.
Ang Henry ay ang inductance ng naturang coil (o conductor), kung saan, kapag ang kasalukuyang lakas ay nagbabago ng 1 ampere sa 1 segundo, lumilitaw ang isang EMF ng self-induction na 1 volt.
Sa pagsasagawa, minsan kailangan mo ng coil (o winding) na walang inductance. Sa kasong ito, ang kawad ay nasugatan sa isang likid, na dati ay nakatiklop ito sa kalahati. Ang pamamaraang ito ng paikot-ikot ay tinatawag na bifilar.
Mutual induction emf
Kaya, alam namin na ang induction EMF sa coil ay maaaring sanhi nang hindi gumagalaw ang electromagnet sa loob nito, ngunit sa pamamagitan lamang ng pagbabago ng kasalukuyang sa paikot-ikot nito. Ngunit na upang maging sanhi ng isang EMF ng induction sa isang coil sa pamamagitan ng pagbabago ng kasalukuyang sa isa pa, ito ay ganap na hindi kinakailangan upang ipasok ang isa sa mga ito sa loob ng isa, ngunit maaari mong ilagay ang mga ito sa tabi-tabi.
At sa kasong ito, kapag ang kasalukuyang sa isang likid ay nagbabago, ang nagreresultang alternating magnetic flux ay tatagos (krus) sa mga pagliko ng isa pang likid at magiging sanhi ng isang EMF dito.
Ginagawang posible ng mutual induction na magkabit ang iba't ibang mga de-koryenteng circuit sa pamamagitan ng magnetic field. Ang ganitong koneksyon ay tinatawag inductive na koneksyon.
Ang magnitude ng EMF ng mutual induction ay pangunahing nakasalalay sa rate kung saan nagbabago ang kasalukuyang sa unang coil. Ang mas mabilis na kasalukuyang mga pagbabago sa loob nito, mas malaki ang EMF ng mutual induction ay nilikha.
Bilang karagdagan, ang magnitude ng EMF ng mutual induction ay nakasalalay sa magnitude ng inductance ng parehong coils at sa kanilang kamag-anak na posisyon, pati na rin sa ang magnetic permeability ng kapaligiran.
Dahil dito, Ang mga coils ay naiiba sa kanilang inductance at mutual arrangement at sa iba't ibang mga kapaligiran ay may kakayahang mag-udyok ng mutual induction ng iba't ibang mga halaga ng EMF sa isa't isa.
Upang matukoy ang pagkakaiba sa pagitan ng iba't ibang mga pares ng mga coils sa pamamagitan ng kanilang kakayahang mag-udyok sa isa't isa ng EMF, ang konsepto ng mutual inductance o koepisyent ng mutual induction.
Ang mutual inductance ay tinutukoy ng letrang M. Ang yunit ng pagsukat nito, pati na rin ang inductance, ay henry.
Henry ay tulad ng isang mutual inductance ng dalawang coils, kung saan ang isang pagbabago sa kasalukuyang sa isang coil sa pamamagitan ng 1 ampere bawat 1 segundo ay nagiging sanhi ng isang mutual induction EMF sa isa pang coil katumbas ng 1 bolta.
Ang magnitude ng EMF ng mutual induction ay apektado ng magnetic permeability ng kapaligiran. Kung mas malaki ang magnetic permeability ng medium kung saan nagsasara ang alternating magnetic flux na nagkokonekta sa mga coils, mas malakas ang inductive coupling ng mga coils at mas malaki ang magnitude ng mutual induction EMF.
Ang pagpapatakbo ng tulad ng isang mahalagang de-koryenteng aparato bilang isang transpormer ay batay sa kababalaghan ng mutual induction.
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng transpormer
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng transpormer ay batay sa at ay ang mga sumusunod. Ang dalawang windings ay nasugatan sa isang bakal na core, ang isa sa mga ito ay konektado sa isang alternating kasalukuyang pinagmulan, at ang isa pa sa isang kasalukuyang consumer (paglaban).
Ang winding na konektado sa isang alternating current source ay lumilikha ng alternating magnetic flux sa core, na nag-uudyok ng emf sa kabilang winding.
Ang paikot-ikot na konektado sa pinagmulan ng AC ay tinatawag na pangunahin, at ang paikot-ikot na kung saan ang consumer ay konektado ay tinatawag na pangalawa. Ngunit dahil ang isang variable magnetic flux permeates parehong windings nang sabay-sabay, variable EMF ay sapilitan sa bawat isa sa kanila.
Ang halaga ng EMF ng bawat pagliko, pati na rin ang EMF ng buong paikot-ikot, ay nakasalalay sa magnitude ng magnetic flux na tumagos sa pagliko, at ang rate ng pagbabago nito. Ang rate ng pagbabago ng magnetic flux ay nakasalalay lamang sa dalas ng alternating current, na pare-pareho para sa isang naibigay na kasalukuyang. Ang magnitude ng magnetic flux ay pare-pareho din para sa isang ibinigay na transpormer. Samakatuwid, sa itinuturing na transpormer, ang EMF sa bawat paikot-ikot ay nakasalalay lamang sa bilang ng mga pagliko sa loob nito.
Ang ratio ng pangunahing boltahe sa pangalawang boltahe ay katumbas ng ratio ng bilang ng mga pagliko ng pangunahin at pangalawang windings. Ang relasyong ito ay tinatawag.
Kung ang boltahe ng mains ay inilapat sa isa sa mga windings ng transpormer, pagkatapos ay aalisin ang boltahe mula sa iba pang paikot-ikot, higit pa o mas mababa kaysa sa boltahe ng mains nang maraming beses na mas marami o mas mababa kaysa sa bilang ng mga pagliko ng pangalawang paikot-ikot.
Kung ang isang boltahe na mas malaki kaysa sa inilapat sa pangunahing paikot-ikot ay tinanggal mula sa pangalawang paikot-ikot, kung gayon ang naturang transpormer ay tinatawag na isang step-up na transpormer. Sa kabaligtaran, kung ang isang boltahe ay tinanggal mula sa pangalawang paikot-ikot, mas mababa kaysa sa pangunahing, kung gayon ang naturang transpormer ay tinatawag na isang step-down na transpormer. Ang bawat transpormer ay maaaring gamitin bilang isang step-up o step-down.
Ang ratio ng pagbabagong-anyo ay karaniwang ipinahiwatig sa pasaporte ng transpormer bilang ang ratio ng pinakamataas na boltahe hanggang sa pinakamababa, iyon ay, ito ay palaging mas malaki kaysa sa isa.
Ang pagiging, kumbaga, isang espesyal na kaso nito).
Ang direksyon ng EMF ng self-induction ay palaging lumalabas na kapag ang kasalukuyang sa circuit ay tumaas, ang EMF ng self-induction ay pinipigilan ang pagtaas na ito (nakadirekta laban sa kasalukuyang), at kapag ang kasalukuyang bumababa, ito ay bumababa (co. -itinuro sa kasalukuyang). Sa pag-aari na ito, ang EMF ng self-induction ay katulad ng puwersa ng inertia.
Ang halaga ng EMF ng self-induction ay proporsyonal sa rate ng pagbabago ng kasalukuyang:
.Ang proportionality factor ay tinatawag koepisyent ng self-induction o inductance circuit (coil).
Self-induction at sinusoidal current
Sa kaso ng sinusoidal dependence ng kasalukuyang dumadaloy sa coil sa oras, ang self-induction EMF sa coil ay nahuhuli sa kasalukuyang in phase by (iyon ay, sa pamamagitan ng 90 °), at ang amplitude ng EMF na ito ay proporsyonal sa kasalukuyang amplitude, dalas at inductance (). Pagkatapos ng lahat, ang rate ng pagbabago ng isang function ay ang unang derivative nito, at .
Upang makalkula ang higit pa o hindi gaanong kumplikadong mga circuit na naglalaman ng mga elemento ng inductive, i.e. mga pagliko, mga coils, atbp. na mga aparato kung saan sinusunod ang self-induction, (lalo na, ganap na linear, iyon ay, hindi naglalaman ng mga di-linear na elemento) sa kaso ng mga sinusoidal na alon at mga boltahe, ang paraan ng mga kumplikadong impedance ay ginagamit o, sa mas simpleng mga kaso, ang isang hindi gaanong malakas ngunit mas visual na bersyon nito ay ang paraan ng mga diagram ng vector.
Tandaan na ang lahat ng inilarawan ay naaangkop hindi lamang nang direkta sa sinusoidal na mga alon at boltahe, ngunit praktikal din sa mga arbitraryo, dahil ang huli ay halos palaging mapalawak sa isang serye o Fourier integral at sa gayon ay nabawasan sa mga sinusoidal.
Sa higit pa o mas kaunting direktang koneksyon dito, maaari nating banggitin ang paggamit ng phenomenon ng self-induction (at, nang naaayon, inductors) sa iba't ibang oscillatory circuit, filter, delay lines, at iba't ibang circuit sa electronics at electrical engineering.
Self-induction at kasalukuyang surge
Dahil sa kababalaghan ng self-induction sa isang electric circuit na may isang EMF source, kapag ang circuit ay sarado, ang kasalukuyang ay hindi itinatag kaagad, ngunit pagkatapos ng ilang oras. Nagaganap din ang mga katulad na proseso kapag binuksan ang circuit, habang (na may matalim na pagbubukas) ang halaga ng self-induction emf ay maaaring sa sandaling ito ay makabuluhang lumampas sa source emf.
Kadalasan sa ordinaryong buhay ginagamit ito sa mga coil ng ignisyon ng kotse. Ang karaniwang boltahe ng pag-aapoy sa 12V boltahe ng baterya ay 7-25 kV. Gayunpaman, ang labis ng EMF sa output circuit sa ibabaw ng EMF ng baterya dito ay dahil hindi lamang sa isang matalim na pagkagambala ng kasalukuyang, kundi pati na rin sa ratio ng pagbabagong-anyo, dahil kadalasan ay hindi isang simpleng inductor coil ang ginagamit, ngunit isang transformer coil, ang pangalawang paikot-ikot na kung saan, bilang isang panuntunan, ay may maraming beses na higit pang mga pagliko (iyon ay, sa karamihan ng mga kaso, ang circuit ay medyo mas kumplikado kaysa sa kung saan ay ganap na ipaliwanag sa pamamagitan ng self-induction; gayunpaman, ang pisika nito Ang operasyon sa bersyong ito ay bahagyang tumutugma sa pisika ng circuit na may isang simpleng coil).
Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ginagamit din upang mag-apoy ng mga fluorescent lamp sa isang karaniwang tradisyonal na circuit (narito ang pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang circuit na may isang simpleng inductor - isang mabulunan).
Bilang karagdagan, dapat itong palaging isaalang-alang kapag binubuksan ang mga contact, kung ang kasalukuyang dumadaloy sa pagkarga na may kapansin-pansing inductance: ang resultang pagtalon sa EMF ay maaaring humantong sa isang pagkasira ng intercontact gap at / o iba pang hindi kanais-nais na mga epekto, upang sugpuin na sa kasong ito, bilang panuntunan, kinakailangan na gumawa ng iba't ibang mga espesyal na hakbang.
Mga Tala
Mga link
- Tungkol sa self-induction at mutual induction mula sa "School for an Electrician"
Wikimedia Foundation. 2010 .
- Bourdon, Robert Gregory
- Juan Amar
Tingnan kung ano ang "Self-induction" sa ibang mga diksyunaryo:
pagtatalaga sa sarili- pagtatalaga sa sarili ... Spelling Dictionary
SELF-INDUCTION- ang paglitaw ng induction emf sa isang conducting circuit kapag nagbabago ang kasalukuyang lakas dito; mga espesyal na kaso ng electromagnetic induction. Kapag nagbabago ang kasalukuyang sa circuit, nagbabago ang magnetic flux. induction sa pamamagitan ng ibabaw na nakatali sa tabas na ito, na nagreresulta sa ... Pisikal na Encyclopedia
SELF-INDUCTION- paggulo ng electromotive force ng induction (emf) sa isang electric circuit kapag nagbabago ang electric current sa circuit na ito; espesyal na kaso ng electromagnetic induction. Ang electromotive force ng self-induction ay direktang proporsyonal sa rate ng pagbabago ng kasalukuyang; ... ... Malaking Encyclopedic Dictionary
SELF-INDUCTION- SELF-INDUCTION, self-induction, para sa mga babae. (pisikal). 1. mga yunit lamang Ang kababalaghan na kapag ang isang kasalukuyang nagbabago sa isang konduktor, ang isang electromotive na puwersa ay lilitaw dito, na pumipigil sa pagbabagong ito. Self-induction coil. 2. Isang aparato na may ... ... Paliwanag na Diksyunaryo ng Ushakov
SELF-INDUCTION- (Self induction) 1. Isang device na may inductive resistance. 2. Ang kababalaghan na binubuo sa katotohanan na kapag ang isang electric current ay nagbabago sa magnitude at direksyon sa isang conductor, isang electromotive force ang lumitaw dito na pumipigil dito ... ... Marine Dictionary
SELF-INDUCTION- gabay ng electromotive force sa mga wire, pati na rin sa windings ng electr. machine, transformer, apparatus at instrumento kapag binabago ang magnitude o direksyon ng electric current na dumadaloy sa kanila. kasalukuyang. Ang kasalukuyang dumadaloy sa mga wire at windings ay lumilikha sa paligid nila ... ... Diksyunaryo ng teknikal na tren
induction sa sarili- electromagnetic induction sanhi ng isang pagbabago sa magnetic flux interlocking sa circuit, dahil sa electric current sa circuit na ito ... Source: ELEKTROTEHNIKA. MGA TERMINO AT DEPINISYON NG MGA BATAYANG KONSEPTO. GOST R 52002 2003 (naaprubahan ... ... Opisyal na terminolohiya
pagtatalaga sa sarili- pangngalan, bilang ng mga kasingkahulugan: 1 electromotive force excitation (1) ASIS synonym dictionary. V.N. Trishin. 2013... diksyunaryo ng kasingkahulugan
pagtatalaga sa sarili- Electromagnetic induction, sanhi ng pagbabago sa magnetic flux na nakakabit sa circuit, dahil sa electric current sa circuit na ito. [GOST R 52002 2003] EN self induction electromagnetic induction sa isang tubo ng kasalukuyang dahil sa mga pagkakaiba-iba… … Handbook ng Teknikal na Tagasalin
SELF-INDUCTION- isang espesyal na kaso ng electromagnetic induction (tingnan ang (2)), na binubuo sa paglitaw ng isang induced (induced) EMF sa isang circuit at dahil sa mga pagbabago sa oras ng magnetic field na nilikha ng isang iba't ibang kasalukuyang dumadaloy sa parehong circuit. . .. ... Mahusay na Polytechnic Encyclopedia
Mga libro
- Induction, mutual induction, self-induction - ito ay simple. Teorya ng absoluteness, Gurevich Harold Stanislavovich, Kanevsky Samuil Naumovich, Ang proseso ng pakikipag-ugnayan ng mga electron ng isang pagbabago ng electromagnetic field sa mga electron ng conductors na matatagpuan sa electromagnet field na ito ay tinatawag na electromagnetic induction. Ang resulta… Kategorya: Physics Serye: Kalikasan ng Malayong Silangan Publisher: Sa Nikitsky Gate, Tagagawa:
SELF-INDUCTION
Ang bawat konduktor kung saan dumadaloy ang kuryente. kasalukuyang nasa sarili nitong magnetic field.
Kapag nagbabago ang kasalukuyang lakas sa konduktor, nagbabago ang m.field, i.e. ang magnetic flux na nilikha ng kasalukuyang mga pagbabago. Ang isang pagbabago sa magnetic flux ay humahantong sa paglitaw ng isang vortex el. field at induction emf ay lilitaw sa circuit. 
Ang kababalaghang ito ay tinatawag na self-induction.
Self-induction - ang phenomenon ng paglitaw ng EMF induction sa email. circuit bilang resulta ng pagbabago sa kasalukuyang lakas.
Ang nagresultang emf ay tinatawag EMF self-induction
Pagsasara ng circuit 
Kapag nagsasara sa el. ang kasalukuyang pagtaas sa circuit, na nagiging sanhi ng pagtaas sa magnetic flux sa coil, isang vortex electric arises. field na nakadirekta laban sa kasalukuyang, i.e. ang isang EMF ng self-induction ay nangyayari sa coil, na pumipigil sa kasalukuyang pagtaas sa circuit (ang vortex field ay nagpapabagal sa mga electron).
Ang resulta L1 lumiwanag mamaya, kaysa sa L2.
Buksan ang circuit 
Kapag binuksan ang electric circuit, bumababa ang kasalukuyang, mayroong pagbaba sa m.flow sa coil, lumilitaw ang isang vortex electric field, nakadirekta tulad ng isang kasalukuyang (may posibilidad na mapanatili ang parehong kasalukuyang lakas), i.e. Lumilitaw ang isang self-inductive emf sa coil, na nagpapanatili ng kasalukuyang sa circuit.
Bilang resulta, L kapag naka-off kumikislap nang maliwanag.
Konklusyon
sa electrical engineering, ang phenomenon ng self-induction ay nagpapakita ng sarili kapag ang circuit ay sarado (ang electric current ay tumataas) at kapag ang circuit ay binuksan (ang electric current ay hindi agad nawawala).
Ano ang nakasalalay sa EMF ng self-induction?
Email ang kasalukuyang lumilikha ng sarili nitong magnetic field. Ang magnetic flux sa pamamagitan ng circuit ay proporsyonal sa magnetic field induction (Ф ~ B), ang induction ay proporsyonal sa kasalukuyang lakas sa conductor
(B ~ I), samakatuwid ang magnetic flux ay proporsyonal sa kasalukuyang lakas (Ф ~ I).
Ang EMF ng self-induction ay depende sa rate ng pagbabago sa kasalukuyang lakas sa email. mga circuit, mula sa mga katangian ng konduktor
(laki at hugis) at sa relatibong magnetic permeability ng medium kung saan matatagpuan ang conductor.
Ang pisikal na dami na nagpapakita ng pag-asa ng self-induction EMF sa laki at hugis ng conductor at sa kapaligiran kung saan matatagpuan ang conductor ay tinatawag na self-induction coefficient o inductance. 
Inductance - pisikal. isang halaga na katumbas ng numero sa EMF ng self-induction na nangyayari sa circuit kapag ang kasalukuyang lakas ay nagbabago ng 1 ampere sa 1 segundo.
Gayundin, ang inductance ay maaaring kalkulahin ng formula:
kung saan ang F ay ang magnetic flux sa pamamagitan ng circuit, ang I ay ang kasalukuyang lakas sa circuit.
Mga yunit ng inductance sa SI system:
Ang inductance ng isang coil ay nakasalalay sa:
ang bilang ng mga pagliko, ang laki at hugis ng coil, at ang relatibong magnetic permeability ng medium
(posibleng core).
Pinipigilan ng EMF ng self-induction ang pagtaas ng kasalukuyang lakas kapag naka-on ang circuit at ang pagbaba sa kasalukuyang lakas kapag binuksan ang circuit.
Sa paligid ng isang konduktor na may kasalukuyang mayroong isang magnetic field na may enerhiya.
Saan ito nanggaling? Kasalukuyang pinagmulan kasama sa el. chain, ay may imbakan ng enerhiya.
Sa oras ng pagsasara ng email. Sa circuit, ang kasalukuyang pinagmumulan ay gumugugol ng bahagi ng enerhiya nito upang mapagtagumpayan ang pagkilos ng umuusbong na EMF ng self-induction. Ang bahaging ito ng enerhiya, na tinatawag na self-energy ng kasalukuyang, ay napupunta sa pagbuo ng isang magnetic field.
Ang enerhiya ng magnetic field ay sariling kasalukuyang enerhiya.
Ang self-energy ng kasalukuyang ay ayon sa bilang na katumbas ng gawain na dapat gawin ng kasalukuyang pinagmumulan upang mapagtagumpayan ang self-induction EMF upang lumikha ng isang kasalukuyang sa circuit.
Ang enerhiya ng magnetic field na nilikha ng kasalukuyang ay direktang proporsyonal sa parisukat ng kasalukuyang lakas.
Saan nawawala ang enerhiya ng magnetic field pagkatapos huminto ang kasalukuyang? - namumukod-tangi (kapag binuksan ang isang circuit na may sapat na malaking kasalukuyang, maaaring magkaroon ng spark o arko)
MGA TANONG PARA SA TRABAHO NG VERIFICATION
sa paksang "Electromagnetic induction"
|
1. Maglista ng 6 na paraan upang makakuha ng induction current. |
Ang magnetic field ng circuit, kung saan nagbabago ang kasalukuyang lakas, ay nagpapahiwatig ng isang kasalukuyang hindi lamang sa iba pang mga circuit, kundi pati na rin sa sarili nito. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na self-induction.
Eksperimento na itinatag na ang magnetic flux ng magnetic induction vector ng field na nilikha ng kasalukuyang dumadaloy sa circuit ay proporsyonal sa lakas ng kasalukuyang ito:
kung saan ang L ay ang loop inductance. Ang isang pare-pareho na katangian ng circuit, na nakasalalay sa hugis at sukat nito, pati na rin sa magnetic permeability ng daluyan kung saan matatagpuan ang circuit. [L] = Hn (Henry,
1H = Wb / A).
Kung sa panahon ng dt ang kasalukuyang sa circuit ay nagbabago ng dI, kung gayon ang magnetic flux na nauugnay sa kasalukuyang ito ay magbabago ng dФ \u003d LdI, bilang isang resulta kung saan ang isang EMF ng self-induction ay lilitaw sa circuit na ito:
Ang minus sign ay nagpapakita na ang EMF ng self-induction (at, dahil dito, ang self-induction current) ay palaging pinipigilan ang pagbabago sa kasalukuyang lakas na nagdulot ng self-induction.
Ang isang magandang halimbawa ng hindi pangkaraniwang bagay ng self-induction ay ang mga dagdag na alon ng pagsasara at pagbubukas na nangyayari kapag binubuksan at pinapatay ang mga de-koryenteng circuit na may makabuluhang inductance.
Enerhiya ng magnetic field
Ang magnetic field ay may potensyal na enerhiya, na sa sandali ng pagbuo nito (o pagbabago) ay replenished dahil sa enerhiya ng kasalukuyang sa circuit, na sa kasong ito ay gumagana laban sa EMF ng self-induction na lumitaw bilang isang resulta ng isang pagbabago sa larangan.
Magtrabaho dA para sa isang walang katapusang maliit na yugto ng panahon dt, kung saan ang self-induction EMF 
at kasalukuyang ako ay maituturing na pare-pareho, katumbas ng:
.
(5)
Ang minus sign ay nagpapahiwatig na ang elementarya ay ginagawa ng kasalukuyang laban sa EMF ng self-induction. Upang matukoy ang gawain kapag nagbabago ang kasalukuyang mula 0 hanggang I, isinasama namin ang kanang bahagi, nakukuha namin:
.
(6)
Ang gawaing ito ay katumbas ng numero sa pagtaas ng potensyal na enerhiya ΔW p ng magnetic field na nauugnay sa circuit na ito, i.e. A= -ΔW p.
Ipahayag natin ang enerhiya ng magnetic field sa mga tuntunin ng mga katangian nito gamit ang halimbawa ng isang solenoid. Ipagpalagay namin na ang magnetic field ng solenoid ay homogenous at higit sa lahat ay matatagpuan sa loob nito. Palitan natin sa (5) ang halaga ng inductance ng solenoid, na ipinahayag sa pamamagitan ng mga parameter nito at ang halaga ng kasalukuyang I, na ipinahayag mula sa formula para sa induction ng magnetic field ng solenoid:
, (7)
kung saan ang N ay ang kabuuang bilang ng mga pagliko ng solenoid; ℓ ang haba nito; Ang S ay ang cross-sectional area ng panloob na channel ng solenoid.
, (8)
Pagkatapos ng pagpapalit mayroon kaming:
Ang paghahati ng parehong bahagi sa pamamagitan ng V, nakuha namin ang volumetric field ng enerhiya density:
(10)
o, ibinigay na 
nakukuha namin 
.
(11)
Alternating kasalukuyang
2.1 Alternating current at ang mga pangunahing katangian nito
Ang alternating current ay isang agos na nagbabago sa paglipas ng panahon kapwa sa magnitude at direksyon. Ang isang halimbawa ng alternating current ay ang natupok na pang-industriya na kasalukuyang. Ang kasalukuyang ito ay sinusoidal, i.e. ang agarang halaga ng mga parameter nito ay nagbabago sa paglipas ng panahon ayon sa batas ng sine (o cosine):
i= I 0 sinωt, u = U 0 sin(ωt + φ 0). (12)
P 
Ang variable na sinusoidal current ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pag-ikot ng frame (circuit) sa isang pare-parehong bilis
sa isang pare-parehong magnetic field na may induction B(Larawan.5). Sa kasong ito, ang magnetic flux na tumatagos sa circuit ay nagbabago ayon sa batas
kung saan ang S ay ang lugar ng contour, α = ωt ay ang anggulo ng pag-ikot ng frame sa oras t. Ang pagbabago ng flux ay humahantong sa induction EMF
, (17)
na ang direksyon ay tinutukoy ng panuntunan ng Lenz.
E 
Kung ang circuit ay sarado (Larawan 5), kung gayon ang kasalukuyang dumadaloy dito:
.
(18)
Graph ng pagbabago sa electromotive force 
at kasalukuyang induction i ipinapakita sa Fig.6.
Ang alternating current ay nailalarawan sa pamamagitan ng period T, frequency ν = 1/T, cyclic frequency 
at phase φ \u003d (ωt + φ 0) Sa graphically, ang mga halaga ng boltahe at lakas ng alternating current sa seksyon ng circuit ay kakatawanin ng dalawang sinusoid, sa pangkalahatan ay inililipat sa phase ng φ.
Upang makilala ang alternating kasalukuyang, ang mga konsepto ng epektibong (epektibong) halaga ng kasalukuyang at boltahe ay ipinakilala. Ang mabisang halaga ng lakas ng alternating current ay ang lakas ng naturang direktang agos na naglalabas ng mas maraming init sa isang naibigay na konduktor sa isang panahon habang naglalabas ito ng init at isang ibinigay na alternating current.
,
. (13)
Ang mga instrumento na kasama sa alternating current circuit (ammeter, voltmeter) ay nagpapakita ng mga epektibong halaga ng kasalukuyang at boltahe.
Ang kababalaghan ng self-induction
Kung ang isang alternating current ay dumadaloy sa coil, ang magnetic flux na tumatagos sa coil ay nagbabago. Samakatuwid, ang isang EMF ng induction ay nangyayari sa parehong konduktor kung saan dumadaloy ang alternating current. Ang kababalaghang ito ay tinatawag pagtatalaga sa sarili.
Sa self-induction, ang conducting circuit ay gumaganap ng dalawahang papel: isang kasalukuyang dumadaloy dito, na nagiging sanhi ng induction, at isang induction EMF ang lilitaw dito. Ang pagbabago ng magnetic field ay nag-uudyok ng EMF sa mismong conductor kung saan dumadaloy ang kasalukuyang, na lumilikha ng field na ito.
Sa sandali ng kasalukuyang pagtaas, ang intensity ng eddy electric field, alinsunod sa panuntunan ng Lenz, ay nakadirekta laban sa kasalukuyang. Samakatuwid, sa sandaling ito, pinipigilan ng vortex field ang kasalukuyang pagtaas. Sa kabaligtaran, sa sandaling bumababa ang kasalukuyang, sinusuportahan ito ng vortex field.
Ito ay humahantong sa katotohanan na kapag ang isang circuit na naglalaman ng isang pinagmumulan ng pare-pareho ang EMF ay sarado, ang isang tiyak na halaga ng kasalukuyang lakas ay hindi nakatakda kaagad, ngunit unti-unti sa paglipas ng panahon (Larawan 9). Sa kabilang banda, kapag ang pinagmulan ay naka-off, ang kasalukuyang sa mga closed circuit ay hindi agad huminto. Ang resultang EMF ng self-induction ay maaaring lumampas sa EMF ng pinagmulan, dahil ang pagbabago sa kasalukuyang at ang magnetic field nito ay nangyayari nang napakabilis kapag ang pinagmulan ay naka-off.
Ang kababalaghan ng self-induction ay maaaring maobserbahan sa mga simpleng eksperimento. Ipinapakita ng Figure 10 ang isang diagram ng parallel na koneksyon ng dalawang magkaparehong lamp. Ang isa sa kanila ay konektado sa pinagmulan sa pamamagitan ng isang risistor R, at ang isa pa sa serye na may likid L na may core na bakal. Kapag ang susi ay sarado, ang unang lampara ay kumikislap kaagad, at ang pangalawa - na may kapansin-pansing pagkaantala. Ang self-induced emf sa circuit ng lamp na ito ay malaki, at ang kasalukuyang ay hindi agad naabot ang pinakamataas na halaga nito.
Ang hitsura ng isang EMF ng self-induction sa pagbubukas ay maaaring maobserbahan sa isang eksperimento na may isang circuit na ipinapakita sa eskematiko sa Figure 11. Kapag ang susi ay binuksan sa coil L Lumilitaw ang EMF ng self-induction, na nagpapanatili ng paunang kasalukuyang. Bilang resulta, sa sandali ng pagbubukas, ang isang kasalukuyang dumadaloy sa galvanometer (dashed arrow), na nakadirekta laban sa paunang kasalukuyang bago bumukas (solid na arrow). Bukod dito, ang kasalukuyang lakas kapag binuksan ang circuit ay lumampas sa lakas ng kasalukuyang dumadaan sa galvanometer kapag sarado ang susi. Nangangahulugan ito na ang EMF ng self-induction E ay mas emf E mga baterya ng cell.
Inductance
Ang laki ng magnetic induction B, na nilikha ng kasalukuyang sa anumang closed circuit, ay proporsyonal sa lakas ng kasalukuyang. Dahil ang magnetic flux F proporsyonal AT, kung gayon maaari itong pagtalunan na
\(~\Phi = L \cdot I\) ,
saan L- koepisyent ng proporsyonalidad sa pagitan ng kasalukuyang sa conductive circuit at ang magnetic flux na nilikha nito, na tumagos sa circuit na ito. Ang halaga L ay tinatawag na inductance ng circuit o ang koepisyent ng self-induction nito.
Gamit ang batas ng electromagnetic induction, nakukuha namin ang pagkakapantay-pantay:
\(~E_(ay) = - \frac(\Delta \Phi)(\Delta t) = - L \cdot \frac(\Delta I)(\Delta t)\) ,
Mula sa nagresultang pormula ay sinusundan iyon
inductance- ito ay isang pisikal na dami ayon sa numero na katumbas ng EMF ng self-induction na nangyayari sa circuit kapag ang kasalukuyang lakas ay nagbabago ng 1 A sa 1 s.
Ang inductance, tulad ng electric capacitance, ay nakasalalay sa mga geometric na kadahilanan: ang laki ng konduktor at ang hugis nito, ngunit hindi direktang nakasalalay sa kasalukuyang lakas sa konduktor. Bilang karagdagan sa geometry ng konduktor, ang inductance ay nakasalalay sa mga magnetic na katangian ng daluyan kung saan matatagpuan ang konduktor.
Ang SI unit ng inductance ay tinatawag na henry (H). Ang inductance ng conductor ay katumbas ng 1 H, kung sa loob nito, kapag ang kasalukuyang lakas ay nagbabago ng 1 A sa 1 s, isang EMF ng self-induction ng 1 V ay nangyayari:
1 H = 1 V / (1 A/s) = 1 V s/A = 1 Ω s
Enerhiya ng magnetic field
Hanapin ang enerhiyang taglay ng electric current sa konduktor. Ayon sa batas ng konserbasyon ng enerhiya, ang kasalukuyang enerhiya ay katumbas ng enerhiya na dapat gamitin ng kasalukuyang pinagmumulan (galvanic cell, generator sa isang planta ng kuryente, atbp.) upang lumikha ng kasalukuyang. Kapag ang kasalukuyang ay nagambala, ang enerhiya na ito ay inilabas sa isang anyo o iba pa.
Ang kasalukuyang enerhiya, na tatalakayin ngayon, ay ganap na naiiba kaysa sa enerhiya na inilabas ng direktang kasalukuyang sa circuit sa anyo ng init, ang halaga nito ay tinutukoy ng batas ng Joule-Lenz.
Kapag ang isang circuit na naglalaman ng isang pinagmumulan ng patuloy na EMF ay sarado, ang enerhiya ng kasalukuyang pinagmumulan ay unang ginugol sa paglikha ng isang kasalukuyang, ibig sabihin, sa pagtatakda ng mga electron ng konduktor sa paggalaw at pagbuo ng isang magnetic field na nauugnay sa kasalukuyang, at bahagyang din. sa pagtaas ng panloob na enerhiya ng konduktor, i.e. para sa pagpainit nito. Matapos maitatag ang isang pare-parehong halaga ng kasalukuyang lakas, ang enerhiya ng pinagmulan ay ginugol ng eksklusibo sa pagpapalabas ng init. Ang kasalukuyang enerhiya ay hindi nagbabago.
Alamin natin ngayon kung bakit kinakailangan na gumastos ng enerhiya upang lumikha ng isang kasalukuyang, i.e. kailangang gawin ang trabaho. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na kapag ang circuit ay sarado, kapag ang kasalukuyang ay nagsimulang tumaas, isang vortex electric field ay lilitaw sa konduktor, na kumikilos laban sa electric field na nilikha sa konduktor dahil sa kasalukuyang pinagmulan. Upang maging pantay ang agos ako, ang kasalukuyang mapagkukunan ay dapat gumawa ng trabaho laban sa mga puwersa ng vortex field. Ang gawaing ito ay napupunta upang madagdagan ang enerhiya ng kasalukuyang. Ang vortex field ay negatibong gumagana.
Kapag binuksan ang circuit, mawawala ang kasalukuyang at ang vortex field ay gumagana nang positibo. Ang enerhiya na nakaimbak ng kasalukuyang ay inilabas. Nakikita ito ng isang malakas na spark na nangyayari kapag ang isang circuit na may malaking inductance ay binuksan.
Maghanap ng expression para sa kasalukuyang enerhiya ako L.
Trabaho PERO, na ginawa ng isang source na may EMF E sa maikling panahon Δ t, ay katumbas ng:
\(~A = E \cdot I \cdot \Delta t\) . (isa)
Ayon sa batas sa pagtitipid ng enerhiya, ang gawaing ito ay katumbas ng kabuuan ng kasalukuyang pagtaas ng enerhiya Δ W m at ang dami ng init na inilabas \(~Q = I^2 \cdot R \cdot \Delta t\):
\(~A = \Delta W_m + Q\) . (2)
Kaya ang pagtaas ng kasalukuyang enerhiya
\(~\Delta W_m = A - Q = I \cdot \Delta t \cdot (E - I \cdot R)\) . (3)
Ayon sa batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit
\(~I \cdot R = E + E_(is)\) . (apat)
kung saan \(~E_(is) = - L \cdot \frac(\Delta I)(\Delta t)\) - EMF ng self-induction. Pagpapalit sa equation (3) ng produkto I∙R ang halaga nito (4), nakukuha natin:
\(~\Delta W_m = I \cdot \Delta t \cdot (E - E - E_(is)) = - E_(is) \cdot I \cdot \Delta t = L \cdot I \cdot \Delta I\ ). (5)
Sa dependency graph L∙I mula sa ako(Larawan 12) pagtaas ng enerhiya Δ W Ang m ay katumbas ng bilang sa lugar ng parihaba a B C D kasama ang mga partido L∙I at Δ ako. Ang kabuuang pagbabago sa enerhiya habang tumataas ang kasalukuyang mula sa zero hanggang ako 1 ay numerong katumbas ng lugar ng tatsulok OVS kasama ang mga partido ako 1 at L∙ako isa. Dahil dito,
\(~W_m = \frac(L \cdot I^2_1)(2)\) .
kasalukuyang enerhiya ako, na dumadaloy sa circuit na may inductance L, ay katumbas ng
\(~W_m = \frac(L \cdot I^2)(2)\) .
Ang enerhiya ng isang magnetic field na nakapaloob sa isang unit volume ng espasyo na inookupahan ng field ay tinatawag dami ng enerhiya density ng magnetic field ω m:
\(~\omega_m = \frac(W_m)(V)\) .
Kung ang isang magnetic field ay nilikha sa loob ng isang solenoid na may haba l at lugar ng coil S, pagkatapos, isinasaalang-alang na ang solenoid inductance \(~L = \frac(\mu_0 \cdot N^2 \cdot S)(l)\) at ang modulus ng magnetic field induction vector sa loob ng solenoid \(~B = \frac(\mu_0 \cdot N \cdot I)(l)\) , nakukuha namin
\(~I = \frac(B \cdot l)(\mu_0 \cdot N) ; W_m = \frac(L \cdot I^2)(2) = \frac(1)(2) \cdot \frac( \mu_0 \cdot N^2 \cdot S)(l) \cdot \left (\frac(B \cdot l)(\mu_0 \cdot N) \right)^2 = \frac(B^2)(2 \ cdot \mu_0) \cdot S \cdot l\) .
kasi V = Sl, pagkatapos ay ang density ng enerhiya ng magnetic field
\(~\omega_m = \frac(B^2)(2 \cdot \mu_0)\) .
Ang magnetic field na nilikha ng isang electric current ay may enerhiya na direktang proporsyonal sa parisukat ng kasalukuyang lakas. Ang density ng enerhiya ng magnetic field ay proporsyonal sa parisukat ng magnetic induction.
Panitikan
- Zhilko V.V. Physics: Proc. allowance para sa ika-10 baitang. Pangkalahatang edukasyon paaralan mula sa Russian lang. pagsasanay / V.V. Zhilko, A.V. Lavrinenko, L.G. Markovich. - Mn.: Nar. Asveta, 2001. - 319 p.
- Myakishev, G.Ya. Physics: Electrodynamics. 10-11 mga cell. : pag-aaral. para sa malalim na pag-aaral ng pisika / G.Ya. Myakishev, A.3. Sinyakov, V.A. Slobodskov. – M.: Bustard, 2005. – 476 p.
