İndüktans, veya kendi kendine indüksiyon katsayısı(lat. indaksiyon- yönlendirme, uyarma) - içinden akan akım değiştiğinde ve/veya deformasyona uğradığında devrede indüklenen kendi kendine endüktif emk'yi belirleyen bir elektrik devresi parametresidir.
"İndüktans" terimi aynı zamanda devrenin endüktif özelliklerini belirleyen kendi kendine indüksiyon bobinini de ifade eder.
Kendi kendine indüksiyon- akım gücü değiştiğinde iletken bir devrede indüklenen emf'nin oluşumu. Kendi kendine indüksiyon, 1832'de Amerikalı bilim adamı J. Henry tarafından keşfedildi. Bu fenomen ondan bağımsız olarak 1835 yılında M. Faraday tarafından keşfedildi.
Manyetik akı değiştiğinde indüklenmiş bir emk oluşur. Eğer bu değişim kendi akımından kaynaklanıyorsa, o zaman kendi kendine indüklenen emk'den söz ederler:
Nerede L- devrenin endüktansı veya kendi kendine indüksiyon katsayısı.
Endüktans, elektriksel kapasitans gibi, iletkenin geometrisine (boyutuna ve şekline) bağlıdır, ancak iletkendeki akım gücüne bağlı değildir. Bu nedenle düz bir telin endüktansı, aynı sargılı telin endüktansından çok daha azdır.
Hesaplamalar, yukarıda açıklanan solenoidin havadaki endüktansının aşağıdaki formülle hesaplandığını göstermektedir:
.
Nerede μ 0 - manyetik sabit, N- solenoid dönüş sayısı, ben— solenoid uzunluğu, S- kesit alanı.
Ayrıca endüktans, iletkenin bulunduğu ortamın manyetik özelliklerine, yani aşağıdaki formül kullanılarak belirlenen manyetik geçirgenliğine bağlıdır:
Nerede L 0 - vakumda devre endüktansı, L- manyetik alanı dolduran homojen bir maddedeki devrenin endüktansı.
Endüktansın SI birimi Henry(H): 1 H = 1 V s/A.
Akımların kapanması ve açılması.
Devrede akım her açılıp kapatıldığında buna denir. ekstra akımlar kendi kendine indüksiyon (ekstra akımlar kapanışlar Ve erozyon), kendi kendine indüksiyon olgusu nedeniyle devrede ortaya çıkan ve Lenz kuralına göre devredeki akımın artmasını veya azalmasını önleyen.
Yukarıdaki şekilde 2 özdeş lambanın bağlantı şeması gösterilmektedir. Bunlardan biri kaynağa bir direnç aracılığıyla bağlanır R diğeri bobine seri olarak bağlanır L demir çekirdekli. Devre kapatıldığında, ilk lamba neredeyse anında, ikincisi ise önemli bir gecikmeyle yanıp söner. Bunun nedeni, bu lambanın devresindeki kendi kendine indüksiyon emf'sinin büyük olması ve akım gücünün hemen maksimum değerine ulaşmamasıdır.
Bobindeki anahtar açıldığında L Başlangıç akımını koruyan, kendi kendine indüklenen bir emk oluşur.
Sonuç olarak, açılma anında galvanometreden (açık ok) açılmadan önceki başlangıç akımının (siyah ok) tersi yönde bir akım akar. Bu durumda, kendi kendine indüksiyon EMF'si, batarya elemanlarının EMF'sinden çok daha büyük olabilir; bu, ekstra açma akımının, anahtar kapatıldığında sabit akımı büyük ölçüde aşacağı gerçeğiyle kendini gösterecektir.
Endüktans, bir devrenin ataletini, içindeki akımdaki değişikliklere göre karakterize eder ve bir cismin ataletinin bir ölçüsü olan mekanikte vücut kütlesinin elektrodinamik bir analoğu olarak düşünülebilir. Bu durumda mevcut BEN vücut hızının rolünü oynar.
Şu ana kadar manyetik alanları, kaynaklarının ne olduğuna dikkat etmeden değiştirmeyi düşündük. Uygulamada, manyetik alanlar çoğunlukla çeşitli tipte solenoidler kullanılarak oluşturulur; akımlı çok turlu devreler.
Burada iki olası durum vardır: devredeki akım değiştiğinde manyetik akı da değişir: a ) aynı devre ; B ) bitişik devre.
Devrenin kendisinde ortaya çıkan indüklenen emk'ye denir Kendinden kaynaklı emk ve fenomenin kendisi – kendi kendine indüksiyon.
İndüklenen emk bitişik devrede meydana gelirse, o zaman bu fenomen hakkında konuşurlar. karşılıklı indüksiyon.
Olayın doğasının aynı olduğu açıktır ancak indüklenen emk'nin meydana geldiği yeri vurgulamak için farklı isimler kullanılmaktadır..
Kendi kendine indüksiyon fenomeni Amerikalı bilim adamı J. Henry tarafından keşfedildi.
| Henry Joseph(1797–1878) – Amerikalı fizikçi, Ulusal Bilimler Akademisi üyesi, başkanı (1866–1878) elektromanyetizmaya adanmıştır. İlk tasarlanan güçlü at nalı şeklindeki elektromıknatıslar (1828), çok katmanlı yalıtımlı tel sargıları kullanılarak (yük kapasiteleri bir tona ulaştı) ve 1831'de elektromanyetik indüksiyon ilkesini keşfetti (İndüksiyon keşfini ilk yayınlayan M. Faraday oldu) . Bir elektrik motoru yaptı (1831), kendi kendine indüksiyon ve ekstra akım olgusunu keşfetti (1832) ve bir devrenin endüktansını etkileyen nedenleri belirledi. Elektromanyetik röleyi icat etti. Princeton College topraklarında çalışan bir telgraf inşa etti ve 1842'de kapasitör deşarjının salınımlı doğasını belirledi. |
Kendi kendine indüksiyon olgusu aşağıdaki gibi tanımlanabilir.
Herhangi bir devrede akan I akımı, aynı devreye giren bir manyetik akı F oluşturur. I değiştiğinde F de değişecektir. Sonuç olarak devrede indüklenen bir emk indüklenecektir.
Çünkü manyetik indüksiyonİÇİNDE akımla orantılı BEN buradan
Nerede L – orantılılık katsayısı denir devre endüktansı .
Devrede ferromıknatıs yoksa, o zaman
(Çünkü 
).
Döngü endüktansı L devrenin geometrisine, dönüş sayısına ve devre dönüş alanına bağlıdır.
SI endüktans birimi, akım aktığında toplam akının meydana geldiği bir devrenin endüktansıdır. Bu birimin adı Henry (Gn).
Endüktans boyutu:
Solenoidin endüktansını hesaplayalım L . Solenoid uzunluğu ise ben çapından çok daha büyük D ( ) , daha sonra sonsuz uzunluktaki bir solenoidin formülleri buna uygulanabilir. Daha sonra
Burada N – dönüş sayısı. Dönüşlerin her birinde akış
Akı bağlantısı
Ancak solenoidin endüktansının nereden geldiğini biliyoruz.
Nerede N
– birim uzunluk başına dönüş sayısı, yani 
solenoidin hacmidir, yani
| , | (5.1.1) |
Bu formülden manyetik sabitin boyutunu bulabilirsiniz:
Devredeki akım değiştiğinde, kendinden endüktif bir emk şuna eşit olarak ortaya çıkar::
| , | (5.1.2) |
Bu formüldeki eksi işareti Lenz kuralından kaynaklanmaktadır.
Kendi kendine indüksiyon olgusu elektrik ve radyo mühendisliğinde önemli bir rol oynar. Daha sonra göreceğimiz gibi, kendi kendine indüksiyon nedeniyle, indüktöre seri olarak bağlanan kapasitör yeniden şarj edilir ve bu şekilde sonuçlanır. LC-zincir (salınım devresi) elektromanyetik salınımlar ortaya çıkar.
KENDİNDEN İNDÜKSİYON
Elektriğin içinden aktığı her iletken. akım kendi manyetik alanındadır.
İletkendeki akım gücü değiştiğinde m.alanı da değişir; bu akımın yarattığı manyetik akı değişir. Manyetik akıdaki bir değişiklik, bir girdap elektriğinin ortaya çıkmasına neden olur. devrede alanlar ve indüklenmiş bir emk belirir. 
Bu olguya kendi kendine indüksiyon denir.
Kendi kendine indüksiyon, elektrikte indüklenen emf'nin ortaya çıkması olgusudur. akım gücündeki değişikliklerin bir sonucu olarak devre.
Ortaya çıkan emk denir Kendinden kaynaklı emk
Devre kapatma 
Elektrikte kısa devre yapıldığında devrede akım artar, bu da bobindeki manyetik akının artmasına neden olur ve bir girdap elektriği oluşur. akıma karşı yönlendirilmiş alan, yani. Bobinde kendi kendine indüksiyon emk'si ortaya çıkar ve devredeki akımın artmasını önler (girdap alanı elektronları engeller).
Sonuç olarak L1 daha sonra yanar, L2'den daha.
Açık devre 
Elektrik devresi açıldığında akım azalır, bobindeki akı azalır ve akım gibi yönlendirilen (aynı akım gücünü korumaya çalışan) bir girdap elektrik alanı ortaya çıkar, yani. Devredeki akımı koruyan bobinde kendiliğinden indüklenen bir emk ortaya çıkar.
Sonuç olarak, kapatıldığında L parlak bir şekilde yanıp söner.
Çözüm
elektrik mühendisliğinde, kendi kendine indüksiyon olgusu, devre kapatıldığında (elektrik akımı yavaş yavaş artar) ve devre açıldığında (elektrik akımı hemen kaybolmaz) kendini gösterir.
Kendi kendine indüklenen emk neye bağlıdır?
E-posta akım kendi manyetik alanını yaratır. Devredeki manyetik akı, manyetik alan indüksiyonuyla (Ф ~ B) orantılıdır, indüksiyon, iletkendeki akım gücüyle orantılıdır
(B ~ I), dolayısıyla manyetik akı, akım gücüyle orantılıdır (Ф ~ I).
Kendi kendine indüksiyon emk'si, elektrik akımındaki akımın değişim oranına bağlıdır. devre, iletkenin özelliklerinden
(boyut ve şekil) ve iletkenin bulunduğu ortamın göreceli manyetik geçirgenliğine bağlıdır.
Kendi kendine indüksiyon emf'sinin iletkenin boyutuna ve şekline ve iletkenin bulunduğu ortama bağımlılığını gösteren fiziksel bir niceliğe, kendi kendine indüksiyon katsayısı veya endüktans denir. 
Endüktans - fiziksel. akımın 1 saniyede 1 Amper değişmesi durumunda devrede oluşan kendinden endüktif emk'ye sayısal olarak eşit bir değer.
Endüktans ayrıca aşağıdaki formül kullanılarak da hesaplanabilir:
burada Ф devre boyunca manyetik akı, I devredeki akım gücüdür.
Endüktans birimleri SI sisteminde:
Bobinin endüktansı şunlara bağlıdır:
sarım sayısı, bobinin boyutu ve şekli ve ortamın göreceli manyetik geçirgenliği
(çekirdek mümkün).
Kendinden endüktif emk, devre açıldığında akımın artmasını ve devre açıldığında akımın azalmasını önler.
Akım taşıyan bir iletkenin çevresinde enerjiye sahip bir manyetik alan vardır.
Nereden geliyor? Elektrik kapsamına dahil olan akım kaynağı zincirin bir enerji rezervi vardır.
Elektrik kapanma anında. Akım kaynağı devresi, ortaya çıkan kendi kendine endüktif emf'nin etkisinin üstesinden gelmek için enerjisinin bir kısmını harcar. Enerjinin akımın kendi enerjisi olarak adlandırılan bu kısmı manyetik alan oluşumuna gider.
Manyetik alan enerjisi kendi mevcut enerjisine sahiptir.
Akımın öz enerjisi, devrede bir akım oluşturmak için akım kaynağının kendi kendine indüksiyon emk'sinin üstesinden gelmek için yapması gereken işe sayısal olarak eşittir.
Akımın oluşturduğu manyetik alanın enerjisi akımın karesiyle doğru orantılıdır.
Akım durduktan sonra manyetik alan enerjisi nereye gider? - göze çarpıyor (yeterince büyük akıma sahip bir devre açıldığında bir kıvılcım veya ark meydana gelebilir)
TEST KAĞIDI İÇİN SORULAR
"Elektromanyetik indüksiyon" konulu
|
1. İndüksiyon akımı elde etmenin 6 yolunu listeleyin. |
İndüktans
İndüktans
Akım BEN Kapalı bir döngü içerisinde akan, kendi etrafında manyetik bir alan oluşturan B .
F ~ ben.
orantılılık katsayısı nerede L isminde devre endüktansı .
Kendi kendine indüksiyon fenomeni
Akım değiştiğinde BEN manyetik alan devrede değişiklikler yaratır. Sonuç olarak devrede bir emk indüklenir.
Bu süreç denir kendi kendine indüksiyon .
SI sisteminde endüktans Henry cinsinden ölçülür: [ L] = Gn = Vb/A = V s/A.
Kendi kendine indüksiyon fenomeni
E.m.f. indüksiyon E Ben harici bir manyetik alan tarafından yaratılmıştır.
E.m.f. kendi kendine indüksiyon E S kendi manyetik alanı değiştiğinde yaratılır.
Genel olarak döngü endüktansı L bağlıdır
1) konturun geometrik şekli ve boyutları,
2) devrenin bulunduğu ortamın manyetik geçirgenliği.
Elektrostatikte endüktansın bir benzeri elektriksel kapasitanstır İLEşekline, boyutuna, dielektrik sabitine bağlı olan tek iletken ε çevre.
L = sabit, eğer manyetik geçirgenlik μ çevre ve konturun geometrik boyutları sabittir.
Faraday'ın kendi kendine indüksiyon yasası
Lenz kuralına göre Faraday yasasındaki eksi işareti, endüktansın varlığı anlamına gelir. L akımda daha yavaş bir değişime yol açar BEN devrede.
Eğer mevcut BEN artar, o zaman dI/dt> 0 ve buna göre E S < 0, т.е. ток самоиндукции IS akıntıya doğru yönlendirilmiş BEN
Eğer mevcut BEN artar, o zaman dI/dt> 0 ve buna göre E S < 0, т.е. ток самоиндукции IS akıntıya doğru yönlendirilmiş BEN Dış kaynaktır ve büyümesini yavaşlatır.
Eğer mevcut BEN azalır o zaman dI/dt< 0 и, соответственно, ES> 0, yani kendi kendine indüksiyon akımı IS azalan akımla aynı yöne sahiptir BEN dış kaynaktır ve azalmasını yavaşlatır.
^ Faraday'ın kendi kendine indüksiyon yasası
Devrenin belirli bir endüktansı varsa L, o zaman akımdaki herhangi bir değişiklik BEN ne kadar yavaşlarsa o kadar L kontur, yani devre var elektriksel atalet .
Solenoid endüktans
İndüktans L yalnızca devrenin geometrik boyutlarına ve manyetik geçirgenliğe bağlıdır μ çevre.
ФN– manyetik indüksiyon akışı N dönüşler,
F = B.S.- ped boyunca manyetik akı S, bir turla sınırlıdır.
Solenoid endüktans
Selenoid alanı:
ben– solenoid uzunluğu,
N = N/ ben– solenoidin birim uzunluğu başına dönüş sayısı.
(2) (1):
Lenz kuralına göre, endüktans içeren bir devrede akımı açıp kapatırken L, kendi kendine endüksiyon akımı oluşur IS akımın değişmesini önleyecek şekilde yönlendirilen BEN zincirde.
Ekstra akımlar
Anahtar İLE pozisyonda 1 :
Anahtar İLE pozisyonda 2 (açık devre):
E ortaya çıkar S ve bunun neden olduğu akım
Ekstra akımlar
sabit denir dinlenme zamanı – mevcut gücün olduğu süre BEN azalır e bir kere.
Daha fazla L, daha fazla τ ve akım ne kadar yavaş azalırsa BEN.
Ekstra akımlar
Şu tarihte: devre kapatma harici emf'ye ek olarak. E emk ortaya çıkar. kendi kendine indüksiyon E S.
Ekstra akımlar
Kapanma anında T= 0 akım BEN= 0, değişken A 0 = – BEN 0, zamanında T mevcut güç BEN, değişken A =BEN – BEN 0
Ekstra akımlar
BEN 0 – sabit akım.
Akımın oluşumu ne kadar hızlı olursa o kadar küçük olur L devre ve daha büyük direnci R
Ekstra kapanma ve kopma akımları
Çünkü pil direnci R genellikle küçüktür, o zaman şunu varsayabiliriz: R R 0, nerede
R 0 – EMF kaynağının direncini hesaba katmadan devre direnci. Sabit akım
R 0 ila R.
● Devre direncinde anında artış R 0 ila R.
Sabit akım
Şu tarihte: kaynağı kapatma emf.
(açık devre) akım kanuna göre değişir
E.m.f.'nin büyüklüğü kendi kendine indüksiyon
RR>>R 0), sonra E S
Devre çok yüksek dış dirence karşı anahtarlanırsa Rörneğin zincir kırılır ( R>>R 0), sonra E Sçok büyük hale gelebilir ve anahtarın açık uçları arasında bir volta arkı oluşabilir.
emf. kendi kendine indüksiyon
Yüksek endüktanslı bir devrede, E S daha fazla emf olabilir. Devreye dahil edilen kaynak E, yalıtımın bozulmasına ve ekipman arızasına yol açabilir.
Bu nedenle, devreye kademeli olarak direnç eklenmeli ve oran azaltılmalıdır. dI /dt.
Karşılıklı indüksiyon
Devre 1 tarafından oluşturulan manyetik akı devre 2'ye nüfuz eder:
L 21 – orantılılık katsayısı.
Eğer BEN 1 değişirse, devre 2'de bir emk indüklenir.
Karşılıklı indüksiyon
Benzer şekilde, eğer devre 2 değişirse BENŞekil 2'de görüldüğü gibi, ilk devrede manyetik akıdaki bir değişiklik bir emk'yi indükler:
Oranlar L 12 = L 21 – karşılıklı endüktans konturlar bağlıdır
1. geometrik şekil,
2. boyutlar,
3. karşılıklı konum,
4. ortamın manyetik geçirgenliği μ .
Ortak bir toroidal çekirdek üzerindeki iki bobin için
N 1, N 2 – sırasıyla birinci ve ikinci devrenin dönüş sayısı,
ben– orta hat boyunca çekirdeğin (toroid) uzunluğu,
S– çekirdek bölüm.
Trafo - ortak bir çekirdeğe sarılmış iki veya daha fazla bobinden oluşan bir cihaz.
AC voltajını artırmaya veya azaltmaya yarar:
dönüşüm oranı.
Yapısal olarak transformatörler, manyetik alanın neredeyse tamamen çekirdekte yoğunlaşacağı şekilde tasarlanmıştır.
Çoğu transformatörde ikincil sargı, birincil sargının üstüne sarılır.
Ototransformatör – bir sargıdan oluşan bir transformatör.
Arttırma:
1-2 sen sağlanan, 1-3 sen kaldırıldı.
Sürüm düşürme:
1-3 sen sağlanan, 1-2 sen kaldırıldı.
Cilt etkisi
Bir iletkenden alternatif akım geçtiğinde iletkenin içindeki manyetik alan değişir. Bir iletkende zamanla değişen bir manyetik alan oluşur kendi kendine indüklenen girdap akımları .
Cilt etkisi
Girdap akımlarının düzlemleri iletkenin ekseninden geçer.
Lenz kuralına göre girdap akımları, ana akımın iletkenin içinde değişmesini önler ve yüzeye yakın değişimini teşvik eder.
Alternatif akımda iletkenin içindeki direnç yüzeydeki dirençten daha büyüktür. R içeride > Rüstte
Cilt etkisi
Alternatif akım yoğunluğu kesit boyunca aynı değildir:
jmax yüzeyde, jmin eksenin içinde.
Bu fenomene denir cilt etkisi .
Cilt etkisinin sonucu
RF akımları ince bir yüzey tabakasından akar, böylece iletkenler içi boş hale getirilir ve dış yüzeyin bir kısmı gümüşle kaplanır.
Başvuru:
yüksek frekanslı akımlarla (HF) ısıtıldığında yalnızca yüzey katmanının ısıtıldığı metallerin yüzey sertleştirme yöntemi.
Manyetik alan enerjisi. Hacimsel manyetik alan enerji yoğunluğu
Manyetik alanın enerjisi, akımın bu alanı oluşturmak için harcadığı işe eşittir.
İndüksiyon fenomeni nedeniyle iş
Manyetik alan enerjisi
İş dA manyetik akıyı miktar kadar değiştirmek için harcanır dФ.
Manyetik akı oluşturmaya çalışın F:
Hacimsel manyetik alan enerji yoğunluğu
bulacağız ω örneğin bir solenoid
Bu derste öz-indüksiyon olgusunun nasıl ve kim tarafından keşfedildiğini öğreneceğiz, bu olguyu göstereceğimiz deneyimi değerlendireceğiz ve öz-indüksiyonun elektromanyetik indüksiyonun özel bir durumu olduğunu belirleyeceğiz. Dersin sonunda, öz-indüktif emk'nin iletkenin boyutuna, şekline ve iletkenin bulunduğu ortama, yani endüktansa bağımlılığını gösteren fiziksel bir niceliği tanıtacağız.
Henry, tel solenoidleri kullanırken olduğundan daha belirgin olan güç efektlerini elde ettiği, bakır şeritten yapılmış düz bobinler icat etti. Bilim adamı, devrede güçlü bir bobin olduğunda, bu devredeki akımın bobin olmadan olduğundan çok daha yavaş bir şekilde maksimum değerine ulaştığını fark etti.
Pirinç. 2. D. Henry'nin deney düzeneğinin şeması
Şek. Şekil 2, kendi kendine indüksiyon olgusunun gösterilebildiği deney düzeneğinin elektrik diyagramını göstermektedir. Bir elektrik devresi, bir anahtar aracılığıyla doğru akım kaynağına bağlanan paralel bağlı iki ampulden oluşur. Ampullerden birine seri olarak bir bobin bağlanır. Devre kapatıldıktan sonra bobine seri bağlanan ampulün ikinci ampule göre daha yavaş yandığı görülmektedir (Şekil 3).
Pirinç. 3. Devre açıldığında ampullerin farklı akkor değerleri
Kaynak kapatıldığında bobine seri bağlanan ampul, ikinci ampule göre daha yavaş söner.
Işıklar neden aynı anda sönmüyor?
Anahtar kapatıldığında (Şekil 4), kendi kendine indüksiyon emf'sinin oluşması nedeniyle, bobinli ampuldeki akım daha yavaş artar, dolayısıyla bu ampul daha yavaş yanar.
Pirinç. 4. Anahtar kapatma
Anahtar açıldığında (Şekil 5), ortaya çıkan kendi kendine endüktif emk, akımın azalmasını engeller. Bu nedenle akım bir süre daha akmaya devam eder. Akımın var olması için kapalı bir devreye ihtiyaç vardır. Devrede öyle bir devre var ki içinde her iki ampul de var. Bu nedenle devre açıldığında ampullerin bir süre aynı şekilde yanması gerekir ve gözlenen gecikme başka nedenlerden kaynaklanabilir.
Pirinç. 5. Anahtar açma
Anahtarın kapatılıp açılması sırasında bu devrede meydana gelen işlemleri ele alalım.
1. Anahtar kapatma.
Devrede akım taşıyan bir bobin bulunmaktadır. Bu dönüşteki akımın saat yönünün tersine akmasına izin verin. Daha sonra manyetik alan yukarı doğru yönlendirilecektir (Şekil 6).
Böylece bobin kendisini kendi manyetik alanının uzayında bulur. Akım arttıkça bobin kendisini kendi akımının değişen manyetik alanının uzayında bulacaktır. Akım artarsa bu akımın yarattığı manyetik akı da artar. Bilindiği gibi, devre düzlemine giren manyetik akının artmasıyla, bu devrede bir elektromotor endüksiyon kuvveti ve bunun sonucunda bir indüklenen akım ortaya çıkar. Lenz kuralına göre bu akım, manyetik alanının devre düzlemine giren manyetik akıyı değiştirmesini önleyecek şekilde yönlendirilecektir.
Yani, Şekil 2'de ele alınan için. 6 turdan sonra endüksiyon akımı saat yönünde yönlendirilmelidir (Şekil 7), böylece sarımın kendi akımındaki artış önlenmelidir. Sonuç olarak, anahtar kapatıldığında, bu devrede ters yönde bir frenleme endüksiyon akımının ortaya çıkması nedeniyle devredeki akım anında artmaz.
2. Anahtarın açılması
Anahtar açıldığında devredeki akım azalır, bu da bobin düzlemi boyunca manyetik akıda bir azalmaya yol açar. Manyetik akıdaki bir azalma, indüklenen emf ve indüklenen akımın ortaya çıkmasına neden olur. Bu durumda indüklenen akım bobinin kendi akımıyla aynı yönde yönlendirilir. Bu, iç akımda daha yavaş bir azalmaya yol açar.
Çözüm: Bir iletkendeki akım değiştiğinde, aynı iletkende elektromanyetik indüksiyon meydana gelir ve bu indüksiyon, iletkendeki kendi akımında herhangi bir değişikliği önleyecek şekilde yönlendirilmiş bir indüklenen akım üretir (Şekil 8). Kendi kendine indüksiyon olgusunun özü budur. Kendi kendine indüksiyon, elektromanyetik indüksiyonun özel bir durumudur.
Pirinç. 8. Devrenin açılıp kapanma anı
Düz bir iletkenin akımla manyetik indüksiyonunu bulmak için formül:
manyetik indüksiyon nerede; - manyetik sabit; - mevcut güç; - iletkenden noktaya olan mesafe.
Alan boyunca manyetik indüksiyon akışı şuna eşittir:
manyetik akının nüfuz ettiği yüzey alanı nerede.
Bu nedenle, manyetik indüksiyonun akısı, iletkendeki akımın büyüklüğüyle orantılıdır.
Sarım sayısı ve uzunluğu olan bir bobin için manyetik alan indüksiyonu aşağıdaki ilişkiyle belirlenir:
Sarım sayısı ile bir bobin tarafından oluşturulan manyetik akı N, şuna eşittir:
Bu ifadeye manyetik alan indüksiyonu formülünü koyarsak şunu elde ederiz:
Sarım sayısının bobinin uzunluğuna oranı şu sayı ile gösterilir:
Manyetik akı için son ifadeyi elde ederiz:
Ortaya çıkan ilişkiden akı değerinin akım değerine ve bobinin geometrisine (yarıçap, uzunluk, sarım sayısı) bağlı olduğu açıktır. Eşit bir değere endüktans denir:
Endüktans birimi Henry'dir:
Bu nedenle, bobindeki akımın neden olduğu manyetik indüksiyon akısı şuna eşittir:
İndüklenen emk formülünü dikkate alarak, kendi kendine indüksiyon emf'sinin, “-” işaretiyle alınan akım ve endüktans değişim oranının çarpımına eşit olduğunu buluyoruz:
Kendi kendine indüksiyon- bu, bu iletkenden akan akımın gücü değiştiğinde bir iletkende elektromanyetik indüksiyonun ortaya çıkması olgusudur.
Kendi kendine indüksiyonun elektromotor kuvveti eksi işaretiyle alınan iletkenden akan akımın değişim hızıyla doğru orantılıdır. Orantılılık faktörü denir indüktans iletkenin geometrik parametrelerine bağlıdır.
Bir iletken, saniyede 1 A'ya eşit bir iletkendeki akım değişim hızında, bu iletkende 1 V'ye eşit bir kendinden endüktif elektromotor kuvvet ortaya çıkarsa, 1 H'ye eşit bir endüktansa sahiptir.
İnsanlar her gün kendi kendine indüksiyon olgusuyla karşılaşırlar. Işığı her açtığımızda veya kapattığımızda, devreyi kapatır veya açarız, böylece endüksiyon akımlarını uyarırız. Bazen bu akımlar o kadar yüksek değerlere ulaşabiliyor ki, görebildiğimiz gibi anahtarın içine bir kıvılcım atlıyor.
Referanslar
- Myakishev G.Ya. Fizik: Ders Kitabı. 11. sınıf için genel eğitim kurumlar. - M.: Eğitim, 2010.
- Kasyanov V.A. Fizik. 11. sınıf: Eğitici. genel eğitim için kurumlar. - M.: Bustard, 2005.
- Gendenstein L.E., Dick Yu.I., Fizik 11. - M .: Mnemosyne.
- İnternet portalı Myshared.ru ().
- İnternet portalı Physics.ru ().
- İnternet portalı Festival.1september.ru ().
Ev ödevi
- 15. paragrafın sonundaki sorular (s. 45) - Myakishev G.Ya. Fizik 11 (önerilen okumalar listesine bakınız)
- Hangi iletkenin endüktansı 1 Henry'dir?