Hvad er selvinduktion emk i fysik. III

Induktans, eller selvinduktionskoefficient(fra lat. indactio- guidning, excitation) - er en parameter for et elektrisk kredsløb, der bestemmer den selvinduktive emf, som induceres i kredsløbet, når strømmen, der løber gennem det, ændres og/eller dets deformation.

Udtrykket "induktans" refererer også til en selvinduktionsspole, som bestemmer kredsløbets induktive egenskaber.

Selvinduktion- dannelsen af ​​induceret emk i et ledende kredsløb, når strømstyrken ændres i det. Selvinduktion blev opdaget i 1832 af den amerikanske videnskabsmand J. Henry. Uafhængigt af ham blev dette fænomen opdaget af M. Faraday i 1835.

En induceret emk dannes, når en magnetisk flux ændres. Hvis denne ændring er forårsaget af dens egen strøm, så taler de om selv-induceret emf:

Hvor L- induktans af kredsløbet, eller dets selvinduktionskoefficient.

Induktans afhænger ligesom elektrisk kapacitans af lederens geometri - dens størrelse og form, men er ikke afhængig af strømstyrken i lederen. Således er induktansen af ​​en lige ledning meget mindre end induktansen af ​​den samme ledning, der er oprullet.

Beregninger viser, at induktansen af ​​solenoiden beskrevet ovenfor i luft beregnes med formlen:

.

Hvor μ 0 - magnetisk konstant, N- antal magnetomdrejninger, l— solenoidens længde, S- Tværsnitsareal.

Induktansen afhænger også af de magnetiske egenskaber af mediet, hvori lederen er placeret, nemlig på dens magnetiske permeabilitet, bestemt ved hjælp af formlen:

Hvor L 0 - kredsløbsinduktans i vakuum, L- induktansen af ​​et kredsløb i et homogent stof, der udfylder et magnetfelt.

SI-enheden for induktans er Henry(H): 1 H = 1 V s/A.

Lukke- og åbningsstrømme.

Hver gang strømmen tændes og slukkes i kredsløbet, såkaldte ekstrastrømme selvinduktion (ekstrastrømme lukninger Og erosion), som opstår i kredsløbet på grund af fænomenet selvinduktion, og som ifølge Lenz' regel forhindrer stigning eller fald af strøm i kredsløbet.

Ovenstående figur viser et tilslutningsdiagram for 2 ens lamper. En af dem er forbundet til kilden gennem en modstand R, og den anden er forbundet i serie med spolen L med en jernkerne. Når kredsløbet er lukket, blinker den første lampe næsten øjeblikkeligt, og den anden med en betydelig forsinkelse. Dette skyldes det faktum, at selvinduktions-emf i kredsløbet af denne lampe er stor, og strømstyrken når ikke umiddelbart sin maksimale værdi.

Når nøglen i spolen åbnes L Der dannes en selv-induceret emk, som opretholder startstrømmen.

Som følge heraf løber der i åbningsøjeblikket en strøm gennem galvanometeret (lys pil), som er rettet modsat startstrømmen før åbning (sort pil). I dette tilfælde kan selvinduktions-EMK være meget større end EMF af batteriet af elementer, hvilket vil manifestere sig i det faktum, at den ekstra åbningsstrøm i høj grad vil overstige den stationære strøm, når kontakten er lukket.

Induktans karakteriserer et kredsløbs inerti i forhold til ændringer i strøm i det, og det kan betragtes som en elektrodynamisk analog af kropsmasse i mekanik, som er et mål for et legemes inerti. I dette tilfælde er den nuværende jeg spiller rollen som kropshastighed.

Hidtil har vi overvejet at ændre magnetiske felter uden at være opmærksomme på, hvad deres kilde er. I praksis skabes magnetfelter oftest ved hjælp af forskellige typer solenoider, dvs. multi-turn kredsløb med strøm.

Der er to mulige tilfælde her: når strømmen i kredsløbet ændres, ændres den magnetiske flux: a ) samme kredsløb ; b ) tilstødende kredsløb.

Den inducerede emk, der opstår i selve kredsløbet, kaldes Selvfremkaldt emf, og selve fænomenet – selvinduktion.

Hvis den inducerede emk forekommer i det tilstødende kredsløb, så taler de om fænomenet gensidig induktion.

Det er klart, at fænomenets natur er den samme, men forskellige navne bruges til at understrege stedet for forekomsten af ​​den inducerede emf.

Selvinduktionsfænomen opdaget af den amerikanske videnskabsmand J. Henry.

Henrik Joseph(1797–1878) – Amerikansk fysiker, medlem af National Academy of Sciences, dets præsident (1866–1878). De første designede kraftige hesteskoformede elektromagneter (1828), der brugte flerlagsviklinger af isoleret ledning (deres belastningskapacitet nåede et ton), og opdagede princippet om elektromagnetisk induktion i 1831 (M. Faraday var den første til at offentliggøre opdagelsen af ​​induktion) . Han byggede en elektrisk motor (1831), opdagede (1832) fænomenet selvinduktion og ekstrastrøm og etablerede årsagerne, der påvirker et kredsløbs induktans. Opfandt det elektromagnetiske relæ. Han byggede en telegraf, der opererede på Princeton Colleges territorium, og i 1842 fastslog den oscillerende karakter af kondensatorudladningen.

Fænomenet selvinduktion kan defineres som følger.

Strøm I, der flyder i ethvert kredsløb, skaber en magnetisk flux F, der penetrerer det samme kredsløb. Når I ændres, vil F ændres. Følgelig vil en induceret emk blive induceret i kredsløbet.

Fordi magnetisk induktion I proportional med strøm jeg derfor

Hvor L – proportionalitetskoefficient, kaldet kredsløbsinduktans .

Hvis der ikke er ferromagneter inde i kredsløbet, så (fordi ).

Loop induktans L afhænger af kredsløbets geometri, antallet af drejninger og arealet af kredsløbsdrejningen.

SI-enheden for induktans er induktansen af ​​et kredsløb, hvor der opstår en total flux, når strømmen løber. Denne enhed kaldes Henry (Gn).

Induktans dimension:

Lad os beregne induktansen af ​​solenoiden L . Hvis solenoidens længde l meget større end dens diameter d ( ) , så kan formlerne for en uendelig lang solenoide anvendes på den. Derefter

Her N – antal omgange. Flow gennem hver af svingene

Flux kobling

Men vi ved, at hvor induktansen af ​​solenoiden kommer fra

Hvor n – antal omgange pr. længdeenhed, dvs. er volumenet af solenoiden, hvilket betyder

, (5.1.1)

Ud fra denne formel kan du finde dimensionen for den magnetiske konstant:

Når strømmen ændres i kredsløbet, opstår der en selvinduktiv emk lig med:

, (5.1.2)

Minustegnet i denne formel skyldes Lenz' regel.

Fænomenet selvinduktion spiller en vigtig rolle i elektro- og radioteknik. Som vi vil se senere, genoplades kondensatoren forbundet i serie med induktoren på grund af selvinduktion, hvilket resulterer i en sådan L.C.-kæde (oscillerende kredsløb) opstår elektromagnetiske svingninger.

SELVINDUKTION

Hver leder, som elektricitet strømmer igennem. strømmen er i sit eget magnetfelt.




Når strømstyrken ændres i lederen, ændres m.feltet, dvs. den magnetiske flux skabt af denne strøm ændres. En ændring i magnetisk flux fører til fremkomsten af ​​en elektrisk vortex. felter og en induceret emk vises i kredsløbet.





Dette fænomen kaldes selvinduktion.
Selvinduktion er fænomenet med forekomsten af ​​induceret emk i elektricitet. kredsløb som følge af ændringer i strømstyrken.
Den resulterende emf kaldes Selvfremkaldt emf

Kredsløbslukning





Ved kortslutning i elektrisk kredsløb, øges strømmen, hvilket medfører en stigning i den magnetiske flux i spolen, og der opstår en elektrisk hvirvelstrøm. felt rettet mod strømmen, dvs. En selvinduktions-emf opstår i spolen, der forhindrer stigningen i strøm i kredsløbet (hvirvelfeltet hæmmer elektronerne).
Som resultat L1 lyser senere, end L2.

Åbent kredsløb





Når det elektriske kredsløb åbnes, falder strømmen, der sker et fald i fluxen i spolen, og der opstår et elektrisk hvirvelfelt, rettet som en strøm (forsøger at opretholde den samme strømstyrke), dvs. En selvinduceret emf opstår i spolen, der opretholder strømmen i kredsløbet.
Som et resultat, L, når den er slukket blinker klart.

Konklusion

i elektroteknik viser fænomenet selvinduktion sig, når kredsløbet lukkes (den elektriske strøm øges gradvist), og når kredsløbet åbnes (den elektriske strøm forsvinder ikke med det samme).

Hvad afhænger selv-induceret emf af?

E-mail strømmen skaber sit eget magnetfelt. Den magnetiske flux gennem kredsløbet er proportional med magnetfeltinduktionen (Ф ~ B), induktionen er proportional med strømstyrken i lederen
(B ~ I), derfor er den magnetiske flux proportional med strømstyrken (Ф ~ I).
Selvinduktions-emk afhænger af hastigheden af ​​ændring af strøm i den elektriske strøm. kredsløb, fra lederens egenskaber
(størrelse og form) og på den relative magnetiske permeabilitet af mediet, hvori lederen er placeret.
En fysisk størrelse, der viser afhængigheden af ​​selvinduktions-emf'en af ​​lederens størrelse og form og af det miljø, hvori lederen er placeret, kaldes selvinduktionskoefficienten eller induktansen.





Induktans - fysisk. en værdi numerisk lig med den selvinduktive emk, der opstår i kredsløbet, når strømmen ændres med 1 Ampere på 1 sekund.
Induktansen kan også beregnes ved hjælp af formlen:





hvor Ф er den magnetiske flux gennem kredsløbet, I er strømstyrken i kredsløbet.

Induktansenheder i SI-systemet:



Spolens induktans afhænger af:
antallet af vindinger, spolens størrelse og form og mediets relative magnetiske permeabilitet
(kerne mulig).




Den selvinduktive emf forhindrer strømmen i at stige, når kredsløbet er tændt, og strømmen i at falde, når kredsløbet åbnes.

Omkring en strømførende leder er der et magnetfelt, der har energi.
Hvor kommer det fra? Strømkilden inkluderet i den elektriske kæden har en reserve af energi.
På tidspunktet for elektrisk lukning. Strømkildekredsløbet bruger en del af sin energi på at overvinde effekten af ​​den selvinduktive emk, der opstår. Denne del af energien, kaldet strømmens egen energi, går til dannelsen af ​​et magnetfelt.

Magnetfeltenergien er egen nuværende energi.
Strømmens selvenergi er numerisk lig med det arbejde, strømkilden skal udføre for at overvinde selvinduktions-emk'en for at skabe en strøm i kredsløbet.

Energien af ​​det magnetiske felt, der skabes af strømmen, er direkte proportional med strømmens kvadrat.
Hvor går magnetfeltenergien hen, efter at strømmen stopper? - skiller sig ud (når et kredsløb med en tilstrækkelig stor strøm åbnes, kan der opstå en gnist eller lysbue)

SPØRGSMÅL TIL TESTPAPIR
om emnet "Elektromagnetisk induktion"

1. Nævn 6 måder at opnå induktionsstrøm på.
2. Fænomenet elektromagnetisk induktion (definition).
3. Lenz' regel.
4. Magnetisk flux (definition, tegning, formel, inputmængder, deres måleenheder).
5. Loven om elektromagnetisk induktion (definition, formel).
6. Egenskaber af det elektriske hvirvelfelt.
7. Induktions-emk af en leder, der bevæger sig i et ensartet magnetfelt (årsag til udseende, tegning, formel, inputmængder, deres måleenheder).
7. Selvinduktion (kort manifestation i elektroteknik, definition).
8. EMF af selvinduktion (dens handling og formel).
9. Induktans (definition, formler, måleenheder).
10. Energi af strømmens magnetfelt (formlen hvor energien af ​​strømmens magnetfelt kommer fra, hvor den forsvinder, når strømmen stopper).

  • Induktans

Induktans

  • Nuværende jeg, der flyder i en lukket sløjfe, skaber et magnetfelt omkring sig selv B .

  • Ф ~ I.

  • hvor er proportionalitetskoefficienten L hedder kredsløbsinduktans .

Selvinduktionsfænomen

  • Når strømmen ændres jeg magnetfeltet det skaber ændringer i kredsløbet. Som følge heraf induceres en emk i kredsløbet.

  • Denne proces kaldes selvinduktion .

  • I SI-systemet måles induktansen i Henry: [ L] = Gn = Vb/A = V s/A.

Selvinduktionsfænomen

  • E.m.f. induktion E jeg skabt af et eksternt magnetfelt.

  • E.m.f. selvinduktion E S skabes, når dets eget magnetfelt ændres.

  • Generelt sløjfeinduktansen L afhænger af

  • 1) den geometriske form af konturen og dens dimensioner,

  • 2) magnetisk permeabilitet af mediet, hvori kredsløbet er placeret.

  • I elektrostatik er en analog af induktans elektrisk kapacitans MED solitær leder, som afhænger af form, størrelse, dielektrisk konstant ε miljø.

  • L = konst, hvis magnetisk permeabilitet μ miljøet og konturens geometriske dimensioner er konstante.

Faradays lov for selvinduktion

  • Minustegnet i Faradays lov betyder i overensstemmelse med Lenz' regel, at tilstedeværelsen af ​​induktans L fører til en langsommere strømændring jeg i kredsløbet.

Hvis den nuværende jeg stiger altså dI/dt> 0 og følgelig E S < 0, т.е. ток самоиндукции ER rettet mod strømmen jeg

  • Hvis den nuværende jeg stiger altså dI/dt> 0 og følgelig E S < 0, т.е. ток самоиндукции ER rettet mod strømmen jeg ekstern kilde og bremser dens vækst.

  • Hvis den nuværende jeg falder altså dI/dt< 0 и, соответственно, ES> 0, dvs. selvinduktionsstrøm ER har samme retning som den aftagende strøm jeg ekstern kilde og bremser dens fald.

^ Faradays lov for selvinduktion

  • Hvis kredsløbet har en vis induktans L, derefter enhver ændring i strøm jeg jo mere det bremser, jo mere L kontur, dvs. kredsløbet har elektrisk inerti .

Solenoid induktans

  • Induktans L afhænger kun af kredsløbets geometriske dimensioner og magnetisk permeabilitet μ miljø.

  • ФN– flux af magnetisk induktion igennem N drejninger,

  • F = B.S.- magnetisk flux gennem puden S, begrænset til én omgang.

Solenoid induktans

  • Magnetfelt:

  • l- solenoidens længde,

  • n = N/ l– antal omdrejninger pr. længdeenhed af solenoiden.

  • (2) (1):

  • Ifølge Lenz's regel, når man tænder og slukker for strømmen i et kredsløb, der indeholder induktans L, opstår der en selvinduktionsstrøm ER, som er rettet for at forhindre strømmen i at ændre sig jeg i kæden.

Ekstra strømme

  • Nøgle TIL gravid 1 :

  • Nøgle TIL gravid 2 (åbent kredsløb):

  • E opstår S og strømmen forårsaget af det

Ekstra strømme

  • konstant kaldet afslapningstid – tid, hvor strømstyrken jeg falder i e enkelt gang.

  • Jo flere L, jo flere τ , og jo langsommere falder strømmen jeg.

Ekstra strømme

  • kredsløbslukning ud over den eksterne emf. E emf opstår. selvinduktion E S.

Ekstra strømme

  • I lukningsøjeblikket t= 0 strøm jeg= 0, variabel -en 0 = – jeg 0, på tidspunktet t nuværende styrke jeg, variabel -en =jegjeg 0

Ekstra strømme

  • jeg 0 – konstant strøm.

  • Etableringen af ​​strøm sker jo hurtigere, jo mindre L kredsløb og dets større modstand R

Ekstra strømme af lukning og brud

  • Fordi batterimodstand r er normalt lille, så kan vi antage det RR 0, hvor

  • R 0 – kredsløbsmodstand uden at tage hensyn til EMF-kildens modstand. Konstant strøm

R 0 til R.

  • ● Øjeblikkelig stigning i kredsløbsmodstand fra R 0 til R.

  • Den konstante strøm var

  • slukke for kilden e.m.f.

  • (åbent kredsløb) strømmen varierer efter loven

  • Størrelsen af ​​e.m.f. selvinduktion

RR>>R 0), derefter E S

  • Hvis kredsløbet skifter til meget høj ekstern modstand R for eksempel knækker kæden ( R>>R 0), derefter E S kan blive enorm, og der dannes en voltaisk lysbue mellem kontaktens åbne ender.

e.m.f. selvinduktion

  • I et kredsløb med høj induktans, E S der kan være mere emf. kilde E inkluderet i kredsløbet, hvilket kan føre til isolationsnedbrud og udstyrsfejl.

  • Derfor skal modstand indføres i kredsløbet gradvist, hvilket reducerer forholdet dI /dt.

Gensidig induktion

  • Den magnetiske flux dannet af kredsløb 1 trænger ind i kredsløb 2:

  • L 21 – proportionalitetskoefficient.

  • Hvis jeg 1 ændres, så induceres en emk i kredsløb 2.

Gensidig induktion

  • Tilsvarende, hvis kredsløb 2 ændres jeg 2, så inducerer en ændring i den magnetiske flux i det første kredsløb en emk:

Odds L 12 = L 21 – gensidig induktans konturer afhænger af

  • 1. geometrisk form,

  • 2. størrelser,

  • 3. gensidig stilling,

  • 4. Mediets magnetiske permeabilitet μ .

Til to spoler på en fælles ringkerne

  • N 1, N 2 - antallet af omdrejninger af henholdsvis det første og det andet kredsløb,

  • l– længden af ​​kernen (toroid) langs midterlinjen,

  • S– kerneafsnit.

Transformer - en anordning bestående af to eller flere spoler viklet på en fælles kerne.

  • Server til at øge eller mindske AC-spændingen:

  • transformationsforhold.

  • Strukturelt er transformatorer designet på en sådan måde, at magnetfeltet er næsten fuldstændig koncentreret i kernen.

  • I de fleste transformere er sekundærviklingen viklet oven på primærviklingen.

Autotransformer – en transformer bestående af én vikling.

  • Boost:

  • 1-2 U medfølger, 1-3 U er fjernet.

  • Nedgrader:

  • 1-3 U medfølger, 1-2 U er fjernet.

Hudeffekt

  • Når vekselstrøm passerer gennem en leder, ændres magnetfeltet inde i lederen. Et tidsvarierende magnetfelt genereres i en leder selvinduktionshvirvelstrømme .

Hudeffekt

  • Hvirvelstrømsplanerne passerer gennem lederens akse.

  • Ifølge Lenz's regel forhindrer hvirvelstrømme hovedstrømmen i at ændre sig inde i lederen og fremmer dens ændring nær overfladen.

  • For vekselstrøm er modstanden inde i lederen større end modstanden ved overfladen R inde > R På toppen

Hudeffekt

  • Vekselstrømtætheden er ikke den samme over tværsnittet:

  • jmax på en overflade, jmin inde på aksen.

  • Dette fænomen kaldes hudeffekt .

Konsekvens af hudeffekten

  • RF-strømme strømmer gennem et tyndt overfladelag, så lederne til dem er lavet hule, og en del af den ydre overflade er belagt med sølv.

Ansøgning:

  • en metode til overfladehærdning af metaller, hvor ved opvarmning af højfrekvente strømme (HF), kun overfladelaget opvarmes.

Magnetisk feltenergi. Volumetrisk magnetfelts energitæthed

  • Energien af ​​et magnetfelt er lig med det arbejde, som strømmen bruger på at skabe dette felt.

  • Arbejde på grund af induktionsfænomener

Magnetisk feltenergi

  • Job dA bruges på at ændre den magnetiske flux med mængden .

  • Arbejd på at skabe magnetisk flux F:

Volumetrisk magnetfelts energitæthed

  • Vi finder ω for eksempel en solenoide

I denne lektion vil vi lære, hvordan og af hvem fænomenet selvinduktion blev opdaget, overveje oplevelsen, hvormed vi vil demonstrere dette fænomen, og bestemme, at selvinduktion er et særligt tilfælde af elektromagnetisk induktion. I slutningen af ​​lektionen vil vi introducere en fysisk størrelse, der viser afhængigheden af ​​den selvinduktive emf af lederens størrelse og form og af det miljø, hvori lederen er placeret, dvs. induktans.

Henry opfandt flade spoler lavet af båndkobber, ved hjælp af hvilke han opnåede effekteffekter, der var mere udtalte end ved brug af trådsolenoider. Forskeren bemærkede, at når der er en kraftig spole i kredsløbet, når strømmen i dette kredsløb sin maksimale værdi meget langsommere end uden spolen.

Ris. 2. Diagram over forsøgsopstillingen af ​​D. Henry

I fig. Figur 2 viser et elektrisk diagram over forsøgsopstillingen, på grundlag af hvilket fænomenet selvinduktion kan påvises. Et elektrisk kredsløb består af to parallelforbundne pærer, der er forbundet via en kontakt til en jævnstrømskilde. En spole er forbundet i serie med en af ​​pærerne. Efter lukning af kredsløbet kan det ses, at pæren, som er forbundet i serie med spolen, lyser langsommere end den anden pære (fig. 3).

Ris. 3. Forskellig glødepærer i det øjeblik, kredsløbet tændes

Når kilden er slukket, slukker pæren, der er forbundet i serie med spolen, langsommere end den anden pære.

Hvorfor slukker lyset ikke på samme tid?

Når kontakten er lukket (fig. 4), på grund af forekomsten af ​​selvinduktion emf, stiger strømmen i pæren med spolen langsommere, så denne pære lyser langsommere.

Ris. 4. Nøglelukning

Når kontakten åbnes (fig. 5), forhindrer den resulterende selvinduktions-EMK strømmen i at falde. Derfor fortsætter strømmen med at flyde i nogen tid. For at der kan eksistere strøm, er det nødvendigt med et lukket kredsløb. Der er et sådant kredsløb i kredsløbet, det indeholder begge pærer. Derfor, når kredsløbet åbnes, bør pærerne lyse det samme i nogen tid, og den observerede forsinkelse kan være forårsaget af andre årsager.

Ris. 5. Nøgleåbning

Lad os overveje de processer, der forekommer i dette kredsløb, når nøglen lukkes og åbnes.

1. Nøglelukning.

Der er en strømførende spole i kredsløbet. Lad strømmen i denne omgang løbe mod uret. Så vil magnetfeltet blive rettet opad (fig. 6).

Således befinder spolen sig i rummet af sit eget magnetfelt. Når strømmen stiger, vil spolen befinde sig i rummet af et skiftende magnetfelt af sin egen strøm. Hvis strømmen stiger, så stiger den magnetiske flux skabt af denne strøm også. Som det er kendt, med en stigning i den magnetiske flux, der trænger ind i kredsløbets plan, opstår der en elektromotorisk induktionskraft i dette kredsløb og som følge heraf en induktionsstrøm. Ifølge Lenz's regel vil denne strøm blive rettet på en sådan måde, at dens magnetfelt forhindres i at ændre den magnetiske flux, der trænger ind i kredsløbets plan.

Det vil sige, for den, der betragtes i fig. 6 omdrejninger, bør induktionsstrømmen rettes med uret (fig. 7), hvorved stigningen i svingens egen strøm forhindres. Følgelig, når nøglen er lukket, øges strømmen i kredsløbet ikke øjeblikkeligt på grund af det faktum, at der opstår en bremseinduktionsstrøm i dette kredsløb, rettet i den modsatte retning.

2. Åbning af nøglen

Når kontakten åbnes, falder strømmen i kredsløbet, hvilket fører til et fald i den magnetiske flux gennem spolens plan. Et fald i magnetisk flux fører til udseendet af induceret emk og induceret strøm. I dette tilfælde er den inducerede strøm rettet i samme retning som spolens egen strøm. Dette fører til et langsommere fald i den indre strøm.

Konklusion: når strømmen i en leder ændres, sker der elektromagnetisk induktion i den samme leder, som genererer en induceret strøm rettet på en sådan måde, at den forhindrer enhver ændring i dens egen strøm i lederen (fig. 8). Dette er essensen af ​​fænomenet selvinduktion. Selvinduktion er et særligt tilfælde af elektromagnetisk induktion.

Ris. 8. Øjeblikket for at tænde og slukke for kredsløbet

Formel til at finde den magnetiske induktion af en lige leder med strøm:

hvor er magnetisk induktion; - magnetisk konstant; - strømstyrke; - afstand fra lederen til punktet.

Fluxen af ​​magnetisk induktion gennem området er lig med:

hvor er overfladearealet, der penetreres af den magnetiske flux.

Således er fluxen af ​​magnetisk induktion proportional med størrelsen af ​​strømmen i lederen.

For en spole, hvori er antallet af vindinger og længden, bestemmes magnetfeltinduktionen af ​​følgende forhold:

Magnetisk flux skabt af en spole med antallet af vindinger N, er lig med:

Ved at erstatte formlen for magnetfeltinduktion i dette udtryk får vi:

Forholdet mellem antallet af vindinger og spolens længde er angivet med tallet:

Vi får det endelige udtryk for den magnetiske flux:

Fra det resulterende forhold er det klart, at fluxværdien afhænger af den aktuelle værdi og af spolens geometri (radius, længde, antal vindinger). En værdi lig med kaldes induktans:

Induktansenheden er Henry:

Derfor er fluxen af ​​magnetisk induktion forårsaget af strømmen i spolen lig med:

Under hensyntagen til formlen for induceret emk finder vi, at selvinduktions-emk er lig med produktet af ændringshastigheden af ​​strøm og induktans, taget med "-" tegnet:

Selvinduktion- dette er fænomenet med forekomsten af ​​elektromagnetisk induktion i en leder, når styrken af ​​strømmen, der strømmer gennem denne leder, ændres.

Elektromotorisk kraft af selvinduktion er direkte proportional med ændringshastigheden af ​​strøm, der løber gennem lederen, taget med et minustegn. Proportionalitetsfaktoren kaldes induktans, som afhænger af lederens geometriske parametre.

En leder har en induktans lig med 1 H, hvis der ved en strømændringshastighed i lederen lig med 1 A pr. sekund opstår en selvinduktiv elektromotorisk kraft på 1 V i denne leder.

Folk møder fænomenet selvinduktion hver dag. Hver gang vi tænder eller slukker lyset, lukker eller åbner vi derved kredsløbet, og derved ophidser induktionsstrømme. Nogle gange kan disse strømme nå så høje værdier, at en gnist springer inde i kontakten, hvilket vi kan se.

Bibliografi

  1. Myakishev G.Ya. Fysik: Lærebog. for 11. klasse almen uddannelse institutioner. - M.: Uddannelse, 2010.
  2. Kasyanov V.A. Fysik. 11. klasse: Pædagogisk. til almen uddannelse institutioner. - M.: Bustard, 2005.
  3. Gendenstein L.E., Dick Yu.I., Fysik 11. - M.: Mnemosyne.
  1. Internetportal Myshared.ru ().
  2. Internetportal Physics.ru ().
  3. Internetportal Festival.1september.ru ().

Lektier

  1. Spørgsmål i slutningen af ​​afsnit 15 (s. 45) - Myakishev G.Ya. Fysik 11 (se liste over anbefalede læsninger)
  2. Hvilken leders induktans er 1 Henry?