Ang magnetic field ng isang 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 field induction vector na nilikha ng kasalukuyang dumadaloy sa circuit ay proporsyonal sa lakas ng kasalukuyang ito:

kung saan ang L ay ang inductance ng circuit. Ang isang palaging katangian ng isang circuit, na nakasalalay sa hugis at sukat nito, pati na rin sa magnetic permeability ng kapaligiran kung saan matatagpuan ang circuit. [L] = Gn (Henry,

1Gn = 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 = LdI, bilang isang resulta kung saan ang isang self-inductive emf ay lilitaw sa circuit na ito:

Ang minus sign ay nagpapakita na ang self-induction emf (at, dahil dito, ang self-induction current) ay palaging pumipigil sa pagbabago sa lakas ng agos na naging sanhi ng self-induction.

Ang isang malinaw na halimbawa ng hindi pangkaraniwang bagay ng self-induction ay ang mga dagdag na alon ng pagsasara at pagbubukas na nangyayari kapag ang mga de-koryenteng circuit na may makabuluhang inductance ay naka-on at naka-off.

Enerhiya ng magnetic field

Ang isang magnetic field ay may potensyal na enerhiya, na sa sandali ng pagbuo nito (o pagbabago) ay napunan muli dahil sa enerhiya ng kasalukuyang sa circuit, na gumagana laban sa self-inductive emf na nagmumula bilang isang resulta ng pagbabago sa field. .

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 self-induction emf. Upang matukoy ang trabaho kapag nagbabago ang kasalukuyang mula 0 hanggang I, isinasama namin ang kanang bahagi, nakukuha namin ang:

. (6)

Ang gawaing ito ay katumbas ng bilang sa pagtaas potensyal na enerhiyaΔW p magnetic field, na nauugnay sa chain na ito, ibig sabihin, A= -ΔW p.

Ipahayag natin ang enerhiya ng magnetic field sa pamamagitan ng mga katangian nito gamit ang halimbawa ng isang solenoid. Ipagpalagay namin na ang magnetic field ng solenoid ay pare-pareho 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- kabuuang bilang solenoid turns; ℓ – haba nito; S - cross-sectional area ng panloob na channel ng solenoid.

, (8)

Pagkatapos ng pagpapalit mayroon kaming:

Ang paghahati sa magkabilang panig sa pamamagitan ng V, nakuha namin ang volumetric field ng enerhiya density:

(10)

o, ibinigay na
nakukuha natin,
. (11)

AC

2.1 Alternating current at ang mga pangunahing katangian nito

Ang variable na kasalukuyang ay isang kasalukuyang na nagbabago sa paglipas ng panahon kapwa sa magnitude at direksyon. Halimbawa AC maaaring magsilbi bilang 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 isang variable na sinusoidal current ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pag-ikot ng frame (circuit) sa isang pare-pareho ang 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 na t. Ang pagbabago sa flux ay humahantong sa paglitaw ng sapilitan na emf

, (17)

ang direksyon kung saan ay tinutukoy ng panuntunan ni Lenz.

E Kung ang circuit ay sarado (Larawan 5), kung gayon ang kasalukuyang dumadaloy dito:

. (18)

Electromotive force change graph at kasalukuyang induction i ipinakita sa Fig.6.

Ang alternating current ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang period T, frequency ν = 1/T, cyclic frequency
at phase φ = (ωt + φ 0) Sa graphically, ang mga halaga ng boltahe at alternating current sa isang seksyon ng circuit ay kakatawanin ng dalawang sinusoid, na karaniwang inililipat sa phase ng φ.

Upang makilala ang alternating kasalukuyang, ang mga konsepto ng kasalukuyang (epektibong) halaga ng kasalukuyang at boltahe ay ipinakilala. Ang epektibong halaga ng alternating current ay ang lakas ng isang direktang kasalukuyang naglalabas sa isang partikular na konduktor ng parehong dami ng init sa loob ng isang panahon gaya ng ibinigay na alternating current na inilalabas.

,
. (13)

Ang mga aparatong kasama sa alternating current circuit (ammeter, voltmeter) ay nagpapakita ng mga epektibong halaga ng kasalukuyang at boltahe.

Ano ang self-induced emf?

Ayon sa batas ni Faraday ℰ ay= – . Kung Ф = LI, pagkatapos ay ℰ ay== – . Sa kondisyon na ang inductance ng circuit ay hindi nagbabago sa panahon ng kasalukuyang pagbabago (ibig sabihin, ang mga geometric na sukat ng circuit at ang mga magnetic na katangian ng medium ay hindi nagbabago), kung gayon

ℰ ay = – . (13.2)

Mula sa formula na ito ay malinaw na kung ang inductance ng likawin L ay sapat na malaki, at ang oras ng pagbabago ng kasalukuyang ay maikli, pagkatapos ay ang halaga ℰ ay maaaring maabot ang isang malaking halaga at lumampas sa EMF ng kasalukuyang pinagmulan kapag bumukas ang circuit. Ito ang eksaktong epekto na naobserbahan namin sa eksperimento 1.

Mula sa formula (13.2) maaari nating ipahayag L:

L = – ℰ ay/(D ako/D t),

mga. Ang inductance ay may isa pang pisikal na kahulugan: ito ay ayon sa bilang na katumbas ng self-inductive emf sa isang rate ng pagbabago ng kasalukuyang sa pamamagitan ng circuit na 1 A sa 1 s.

Reader: Ngunit pagkatapos ito ay lumiliko out na ang sukat ng inductance

[L] = Gn = .

TIGIL! Magpasya para sa iyong sarili: A3, A4, B3–B5, C1, C2.

Suliranin 13.2. Ano ang inductance ng coil na may core na bakal kung sa panahon D t= 0.50 s ang kasalukuyang sa circuit ay nagbago mula sa ako 1 = = 10.0 A dati ako 2 = 5.0 A, at ang resultang self-inductive emf sa magnitude ay katumbas ng |ℰ ay| = 25 V?

Sagot: L = ℰ ay» 2.5 Gn.

TIGIL! Magpasya para sa iyong sarili: A5, A6, B6.

Reader: Ano ang kahulugan ng minus sign sa formula (13.2)?

kanin. 13.6

May-akda: Isaalang-alang ang anumang conducting circuit kung saan dumadaloy ang kasalukuyang. Pumili tayo bypass na direksyon contour - clockwise o counterclockwise (Larawan 13.6). Tandaan: kung ang direksyon ng kasalukuyang ay tumutugma sa napiling direksyon ng bypass, kung gayon ang kasalukuyang lakas ay itinuturing na positibo, at kung hindi, negatibo.

Kasalukuyang pagbabago D ako = ako con – ako Ang simula ay isa ring algebraic na dami (negatibo o positibo). Ang self-induction emf ay ang gawaing ginawa ng isang vortex field kapag naglilipat ng isang positibong singil sa isang contour kasama ang contour traversal direction. Kung ang intensity ng vortex field ay nakadirekta sa direksyon ng pag-bypass sa contour, kung gayon ang gawaing ito ay positibo, at kung laban dito, ito ay negatibo. Kaya, ang minus sign sa formula (13.2) ay nagpapakita na ang mga halaga ng D ako at ℰ ay palaging may iba't ibang mga palatandaan.

Ipakita natin ito sa mga halimbawa (Larawan 13.7):

A) ako> 0 at D ako> 0, na nangangahulugang ℰ ay < 0, т.е. ЭДС самоиндукции «включена» навстречу направлению обхода;

b) ako> 0 at D ako < 0, значит, ℰay >

V) ako < 0, а D|ako|> 0, ibig sabihin. ang kasalukuyang modulus ay tumataas, at ang kasalukuyang mismo ay nagiging mas negatibo. Kaya si D ako < 0, тогда ℰay> 0, ibig sabihin. Ang self-induction EMF ay "nakabukas" sa direksyon ng bypass;

G) ako < 0, а D|ako| < 0, т.е. модуль тока уменьшается, а сам ток становится все «менее отрицательным». Значит, Dako> 0, pagkatapos ay ℰ ay < 0, т.е. ЭДС самоиндукции «включена» навстречу направлению обхода.

Sa mga problema, kung maaari, dapat kang pumili ng isang bypass na direksyon upang ang kasalukuyang ay positibo.

Suliranin 13.3. Sa circuit sa Fig. 13.8, at L 1 = 0.02 H at L 2 = 0.005 Gn. Sa ilang mga punto ang kasalukuyang ako 1 = 0.1 A at tumataas sa rate na 10 A/s, at ang kasalukuyang ako 2 = 0.2 A at tumataas sa bilis na 20 A/s. Maghanap ng pagtutol R.

	a b kanin. 13.8 Solusyon. Dahil ang parehong mga alon ay tumaas, self-induction emf ℰ arises sa parehong coils ay 1
L 1 = 0.02 H L 2 = 0.005 Hn ako 1 = 0.1 A ako 2 = 0.2 A D ako 1/D t= 10 A/s D ako 2/D t= 20 A/s
R= ?

at ℰ ay 2 konektado laban sa mga alon ako 1 at ako 2 (Larawan 13.8, b), Saan

|ℰ ay 1 | = ; |ℰ ay 2 | = .

Piliin natin ang direksyon ng round clockwise (tingnan ang Fig. 13.8, b) at ilapat ang pangalawang tuntunin ni Kirchhoff

–|ℰ ay 1 | + |ℰ ay 2 | = ako 1 R–I 2 R ,

R = |ℰ ay 2 | – |ℰ ay 1 | / (ako 1 – ako 2) = =

1 Ohm.

Sagot: R = » 1 Ohm.

TIGIL! Magpasya para sa iyong sarili: B7, B8, C3.

Suliranin 13.4. Resistance coil R= 20 Ohm at inductance L= 0.010 H ay nasa isang alternating magnetic field. Kapag ang magnetic flux na nilikha ng field na ito ay tumaas ng DF = 0.001 Wb, ang kasalukuyang nasa coil ay tumaas ng D ako = 0.050 A. Magkano ang singil na dumaan sa coil sa panahong ito?

duction |ℰ ay| = . Bukod dito ℰ ay"naka-on" patungo sa ℰ i, dahil ang kasalukuyang sa circuit ay tumaas (Larawan 13.9).

Kunin natin ang direksyon ng pagtawid sa circuit clockwise. Pagkatapos, ayon sa pangalawang tuntunin ni Kirchhoff, nakukuha natin:

|ℰ i| – |ℰ ay| = IR ,

ako = (|ℰ i| – |ℰ ay|)/R = .

singilin q, dumaan sa coil sa oras D t, ay katumbas

q = ako D t =

Sagot: 25 µC.

TIGIL! Magpasya para sa iyong sarili: B9, B10, C4.

Suliranin 13.5. Coil na may inductance L At paglaban sa kuryente R nakakonekta sa pamamagitan ng isang susi sa kasalukuyang pinagmumulan na may EMF ℰ . Sa ngayon t= 0 ang susi ay sarado. Paano nagbabago ang kasalukuyang panahon? ako sa circuit kaagad pagkatapos na sarado ang susi? Sa pamamagitan ng mahabang panahon pagkatapos isara? Tantyahin ang katangian ng oras t ng kasalukuyang pagtaas sa naturang circuit. Panloob na pagtutol maaaring mapabayaan ang kasalukuyang pinagmulan.

kanin. 13.10

kanin. 13.11

Kaagad pagkatapos isara ang susi ako= 0, para maisaalang-alang natin » ℰ /L, ibig sabihin. kasalukuyang mga pagtaas sa pare-pareho ang bilis (ako = (ℰ /L)t;bigas. 13.11).

Kapag ang switch ay sarado sa circuit na ipinapakita sa Figure 1, magkakaroon agos ng kuryente, ang direksyon kung saan ay ipinapakita ng mga solong arrow. Sa hitsura ng kasalukuyang, lumitaw ang isang magnetic field, ang mga linya ng induction na tumatawid sa konduktor at nag-udyok ng isang electromotive force (EMF) sa loob nito. Tulad ng nakasaad sa artikulong "The phenomenon of electromagnetic induction", ang EMF na ito ay tinatawag na self-induction EMF. Dahil ang anumang induced emf, ayon sa panuntunan ni Lenz, ay nakadirekta laban sa sanhi na nagdulot nito, at ang dahilan na ito ay ang emf ng baterya ng mga elemento, ang self-induction emf ng coil ay ididirekta laban sa emf ng baterya. Ang direksyon ng self-induction EMF sa Figure 1 ay ipinapakita ng double arrow.

Kaya, ang kasalukuyang ay hindi naitatag sa circuit kaagad. Kapag ang magnetic flux ay naitatag lamang ang intersection ng konduktor magnetic lines ay titigil at ang self-induced emf ay mawawala. Pagkatapos ang isang pare-parehong kasalukuyang ay dadaloy sa circuit.

Ipinapakita ng Figure 2 ang isang graphical na representasyon ng direktang kasalukuyang. Ang pahalang na axis ay kumakatawan sa oras, kasama patayong axis- kasalukuyang. Ito ay makikita mula sa figure na kung sa unang sandali ng oras ang kasalukuyang ay 6 A, pagkatapos ay sa ikatlo, ikapitong at iba pa sandali ng oras ito ay magiging katumbas din ng 6 A.

Ipinapakita ng Figure 3 kung paano naitatag ang kasalukuyang sa circuit pagkatapos i-on. Ang self-induction emf, na nakadirekta sa sandali ng paglipat laban sa emf ng baterya ng mga elemento, ay nagpapahina sa kasalukuyang sa circuit, at samakatuwid sa sandali ng paglipat sa kasalukuyang ay zero. Pagkatapos, sa unang sandali ng oras, ang kasalukuyang ay 2 A, sa pangalawang sandali ng oras - 4 A, sa pangatlo - 5 A, at pagkatapos lamang ng ilang oras ang isang kasalukuyang ng 6 A ay itinatag sa circuit.

Figure 3. Graph ng kasalukuyang pagtaas sa circuit na isinasaalang-alang ang self-inductive emf	Figure 4. Ang self-induction EMF sa sandali ng pagbubukas ng circuit ay nakadirekta sa parehong direksyon tulad ng EMF ng pinagmulan ng boltahe

Kapag ang circuit ay binuksan (Figure 4), ang nawawalang kasalukuyang, ang direksyon kung saan ay ipinapakita ng isang solong arrow, ay magbabawas ng magnetic field nito. Ang field na ito, na bumababa mula sa isang tiyak na halaga hanggang sa zero, ay muling tatawid sa konduktor at mag-uudyok ng self-induction emf dito.

Kapag naka-off de-koryenteng circuit na may inductance, ang self-inductive emf ay ididirekta sa parehong direksyon tulad ng emf ng pinagmulan ng boltahe. Ang direksyon ng self-induction EMF ay ipinapakita sa Figure 4 sa pamamagitan ng double arrow. Bilang resulta ng pagkilos ng self-induction emf, ang kasalukuyang sa circuit ay hindi agad nawawala.

Kaya, ang self-induced emf ay palaging nakadirekta laban sa dahilan na nagdulot nito. Pansinin ang ari-arian na ito, sinasabi nila na ang self-induction EMF ay reaktibo sa kalikasan.

Sa graphically, ang pagbabago sa kasalukuyang sa aming circuit, na isinasaalang-alang ang self-induction emf kapag ito ay sarado at kapag ito ay kasunod na binuksan sa ikawalong sandali sa oras, ay ipinapakita sa Figure 5.

Figure 5. Graph ng pagtaas at pagbaba ng kasalukuyang sa circuit, na isinasaalang-alang ang self-induction emf	Larawan 6. Mga induction na alon kapag bumukas ang circuit

Kapag binubuksan ang mga circuit na naglalaman ng malaking bilang lumiliko at napakalaking mga core ng bakal o, tulad ng sinasabi nila, na may mataas na inductance, ang self-inductive emf ay maaaring maraming beses na mas malaki kaysa sa emf ng pinagmumulan ng boltahe. Pagkatapos, sa sandali ng pagbubukas, ang air gap sa pagitan ng kutsilyo at ang nakapirming clamp ng switch ay masisira at ang resulta electric arc matutunaw ang mga tansong bahagi ng switch, at kung walang casing sa switch, maaari itong masunog ang mga kamay ng isang tao (Figure 6).

Sa circuit mismo, ang self-induction EMF ay maaaring masira sa pagkakabukod ng mga liko ng mga coils, electromagnets, at iba pa. Upang maiwasan ito, ang ilang switching device ay nagbibigay ng proteksyon laban sa self-induction EMF sa anyo ng isang espesyal na contact na nag-short-circuit sa electromagnet winding kapag naka-off.

Dapat itong isaalang-alang na ang self-induction EMF ay nagpapakita ng sarili hindi lamang sa mga sandali kapag ang circuit ay naka-on at naka-off, kundi pati na rin sa panahon ng anumang mga pagbabago sa kasalukuyang.

Ang magnitude ng self-induction emf ay depende sa rate ng pagbabago ng kasalukuyang sa circuit. Kaya, halimbawa, kung para sa parehong circuit sa isang kaso sa loob ng 1 segundo ang kasalukuyang sa circuit ay nagbago mula 50 hanggang 40 A (iyon ay, sa pamamagitan ng 10 A), at sa isa pang kaso mula 50 hanggang 20 A (iyon ay, sa pamamagitan ng 30 A ), pagkatapos ay sa pangalawang kaso ang isang tatlong beses na mas mataas na self-induction emf ay sapilitan sa circuit.

Ang magnitude ng self-inductive emf ay depende sa inductance ng circuit mismo. Ang mga circuit na may mataas na inductance ay ang windings ng generators, electric motors, transformers at induction coils na may steel cores. Ang mga tuwid na konduktor ay may mas mababang inductance. Ang mga short straight conductor, incandescent lamp at electric heating device (stoves, stoves) ay halos walang inductance at ang hitsura ng self-inductive emf sa mga ito ay halos hindi sinusunod.

Ang magnetic flux na tumagos sa circuit at nag-uudyok sa self-induction emf dito ay proporsyonal sa kasalukuyang dumadaloy sa circuit:

F = L × ako ,

saan L- koepisyent ng proporsyonalidad. Ito ay tinatawag na inductance. Tukuyin natin ang sukat ng inductance:

Ang Ohm × sec ay tinatawag na henry (Hn).

1 henry = 10 3 ; millihenry (mH) = 10 6 microhenry (µH).

Ang inductance, maliban kay Henry, ay sinusukat sa sentimetro:

1 henry = 10 9 cm.

Halimbawa, ang 1 km ng telegraph line ay may inductance na 0.002 H. Ang inductance ng windings ng malalaking electromagnets ay umabot sa ilang daang henries.

Kung ang kasalukuyang loop ay nagbabago ng Δ i, pagkatapos ay magbabago ang magnetic flux ng halaga Δ Ф:

Δ Ф = L × Δ i .

Ang magnitude ng self-induction EMF na lilitaw sa circuit ay magiging katumbas ng ( Formula ng EMF self-induction):

Kung ang kasalukuyang pagbabago ay pare-pareho sa paglipas ng panahon, ang expression ay magiging pare-pareho at maaaring mapalitan ng expression. Pagkatapos ganap na halaga Ang self-induction emf na nagmumula sa circuit ay matatagpuan tulad ng sumusunod:

Batay sa huling formula, maaari nating tukuyin ang yunit ng inductance - henry:

Ang isang konduktor ay may inductance na 1 H kung, na may pare-parehong pagbabago sa kasalukuyang ng 1 A bawat 1 segundo, ang isang self-inductive emf na 1 V ay na-induce dito.

Tulad ng nakita natin sa itaas, ang self-induction emf ay nangyayari sa isang direktang kasalukuyang circuit lamang sa mga sandali ng pag-on nito, pag-off, at sa tuwing nagbabago ito. Kung ang magnitude ng kasalukuyang sa circuit ay hindi nagbabago, kung gayon ang magnetic flux ng conductor ay pare-pareho at ang self-induction emf ay hindi maaaring lumabas (dahil. Sa mga sandali ng pagbabago sa kasalukuyang sa circuit, ang self-induction emf ay nakakasagabal sa mga pagbabago sa kasalukuyang, iyon ay, nagbibigay ito ng isang uri ng paglaban dito.

Kadalasan sa pagsasagawa ay may mga kaso kung kailan kinakailangan na gumawa ng isang coil na walang inductance (karagdagang paglaban sa mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal, paglaban ng mga rheostat ng plug, at iba pa). Sa kasong ito, ginagamit ang isang bifilar coil winding (Larawan 7)

Ang kababalaghang ito ay tinatawag na self-induction. (Ang konsepto ay nauugnay sa konsepto ng mutual induction, pagiging, bilang ito ay, isang espesyal na kaso nito).

Ang direksyon ng self-induction EMF ay palaging lumalabas na kapag ang kasalukuyang sa circuit ay tumaas, ang self-induction EMF ay pinipigilan ang pagtaas na ito (nakadirekta laban sa kasalukuyang), at kapag ang kasalukuyang bumababa, ito ay bumababa (co-directed). kasama ang kasalukuyang). Ang pag-aari na ito ng self-induction emf ay katulad ng inertial force.

Ang magnitude ng self-induction EMF 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-inductive emf sa coil ay nahuhuli sa kasalukuyang in phase by (iyon ay, 90°), at ang amplitude ng emf na ito ay proporsyonal sa amplitude ng kasalukuyang, dalas at inductance (). Pagkatapos ng lahat, ang rate ng pagbabago ng isang function ay ang unang derivative nito, a.

Upang makalkula ang higit pa o mas kaunti kumplikadong mga circuit naglalaman ng mga elemento ng inductive, iyon ay, mga pagliko, mga coils, atbp. na mga aparato kung saan sinusunod ang self-induction (lalo na ang ganap na linear, iyon ay, hindi naglalaman ng mga nonlinear na elemento) sa kaso ng mga sinusoidal na alon at boltahe, ang paraan ng mga kumplikadong impedance ay ginagamit o, sa mas simpleng mga kaso, isang hindi gaanong makapangyarihan , ngunit ang isang mas visual na opsyon ay ang paraan ng vector diagram.

Tandaan na ang lahat ng inilarawan ay naaangkop hindi lamang nang direkta sa sinusoidal na mga alon at boltahe, kundi pati na rin sa mga arbitraryo, dahil ang huli ay halos palaging mapalawak sa isang serye ng Fourier o integral at sa gayon ay nabawasan sa sinusoidal.

Sa higit pa o mas kaunting direktang koneksyon dito, maaari nating banggitin ang paggamit ng hindi pangkaraniwang bagay ng self-induction (at, nang naaayon, inductors) sa iba't ibang mga oscillating circuit, mga filter, mga linya ng pagkaantala at iba pang iba't ibang mga electronics at electrical circuit.

Self-inductance at kasalukuyang surge

Dahil sa hindi pangkaraniwang bagay ng self-induction sa isang de-koryenteng circuit na may pinagmulan ng EMF, kapag ang circuit ay sarado, ang kasalukuyang ay itinatag hindi kaagad, ngunit pagkatapos ng ilang oras. Ang mga katulad na proseso ay nangyayari kapag ang circuit ay bubukas, at (na may isang matalim na pagbubukas) ang halaga ng self-induction EMF sa sandaling ito ay maaaring makabuluhang lumampas sa pinagmulan EMF.

Kadalasan sa ordinaryong buhay ito ay ginagamit sa automobile ignition coils. Ang karaniwang boltahe ng pag-aapoy na may boltahe ng baterya na 12V ay 7-25 kV. Gayunpaman, ang labis ng EMF sa output circuit sa ibabaw ng EMF ng baterya dito ay sanhi hindi lamang ng isang matalim na pagkagambala ng kasalukuyang, kundi pati na rin ng ratio ng pagbabago, dahil kadalasan ito ay hindi isang simpleng inductor coil na ginagamit. , ngunit isang transpormer coil, ang pangalawang paikot-ikot na kung saan ay karaniwang maraming beses higit pa lumiliko (iyon ay, sa karamihan ng mga kaso ang circuit ay medyo mas kumplikado kaysa sa isa na ang operasyon ay ganap na maipaliwanag sa pamamagitan ng self-induction; gayunpaman, ang pisika ng operasyon nito sa bersyon na ito ay bahagyang tumutugma sa pisika ng pagpapatakbo ng isang circuit na may isang simpleng coil).

Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ginagamit din para sa pag-aapoy. mga fluorescent lamp sa pamantayan tradisyonal na pamamaraan(Dito pinag-uusapan natin partikular tungkol sa isang circuit na may simpleng inductor - isang choke).

Bilang karagdagan, dapat itong palaging isaalang-alang kapag binubuksan ang mga contact, kung ang kasalukuyang dumadaloy sa load na may kapansin-pansing inductance: ang resultang pagtalon sa EMF ay maaaring humantong sa pagkasira ng intercontact gap at/o iba pang hindi kanais-nais na mga epekto, upang sugpuin kung alin dito. kaso, 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 Electricians"

Wikimedia Foundation.

• 2010.
• Bourdon, Robert Gregory

Juan Emar

Tingnan kung ano ang "Self-induction" sa ibang mga diksyunaryo: pagtatalaga sa sarili - pagtatalaga sa sarili...

Spelling dictionary-reference na aklat SELF-INDUCTION - ang paglitaw ng induced emf sa isang conductive 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 limitado ng tabas na ito, na nagreresulta sa ...

Spelling dictionary-reference na aklat Pisikal na encyclopedia - paggulo ng electromotive force ng induction (emf) sa isang de-koryenteng circuit kapag nagbabago ang electric current sa circuit na ito; espesyal na kaso electromagnetic induction. Ang electromotive force ng self-induction ay direktang proporsyonal sa rate ng pagbabago ng kasalukuyang;... ...

Spelling dictionary-reference na aklat Malaking Encyclopedic Dictionary - SELF-INDUCTION, self-induction, babae. (pisikal). 1. mga yunit lamang Ang kababalaghan na kapag ang kasalukuyang pagbabago sa isang konduktor, lumilitaw ang isang electromotive force sa loob nito, na pumipigil sa pagbabagong ito. Self-induction coil. 2. Isang device na may...... Diksyunaryo

Spelling dictionary-reference na aklat- (Self induction) 1. Isang device na may inductive reactance. 2. Ang kababalaghan 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

Spelling dictionary-reference na aklat- induction ng electromotive force sa mga wire, pati na rin sa electrical windings. machine, transformer, apparatus at instrumento kapag nagbabago ang magnitude o direksyon ng kuryenteng dumadaloy sa kanila. kasalukuyang Ang kasalukuyang dumadaloy sa mga wire at windings ay lumilikha sa kanilang paligid... ... Diksyunaryo ng teknikal na tren

Self-induction- electromagnetic induction sanhi ng pagbabago sa pagdirikit sa circuit magnetic flux, dulot ng electric current sa circuit na ito... Source: ELECTRICAL ENGINEERING. MGA TERMINO AT DEPINISYON NG MGA BATAYANG KONSEPTO. GOST R 52002 2003 (naaprubahan... ... Opisyal na terminolohiya

Tingnan kung ano ang "Self-induction" sa ibang mga diksyunaryo:- pangngalan, bilang ng mga kasingkahulugan: 1 paggulo ng electromotive force (1) ASIS Dictionary of Synonyms. V.N. Trishin. 2013… Diksyunaryo ng mga kasingkahulugan

Tingnan kung ano ang "Self-induction" sa ibang mga diksyunaryo:- Electromagnetic induction sanhi ng pagbabago sa magnetic flux na nakakabit sa circuit, sanhi ng 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… … Gabay sa Teknikal na Tagasalin

Spelling dictionary-reference na aklat- isang espesyal na kaso ng electromagnetic induction (tingnan ang (2)), na binubuo sa paglitaw ng isang induced (induced) emf sa isang circuit at sanhi ng mga pagbabago sa oras ng magnetic field na nilikha ng pagbabago ng kasalukuyang dumadaloy sa parehong circuit.. .. ... Malaking Polytechnic Encyclopedia

Mga libro

• Set ng mga mesa. Physics. Electrodynamics (10 talahanayan), . Pang-edukasyon na album ng 10 mga sheet.

Agos ng kuryente, kasalukuyang lakas. Paglaban. Batas ng Ohm para sa isang seksyon ng isang circuit. Pag-asa ng paglaban ng konduktor sa temperatura. Koneksyon ng mga wire. EMF. Batas ni Ohm...

Relasyon sa pagitan ng mga electric at magnetic field Electrical at magnetic phenomena

Iminungkahi ng pagtuklas na ito na ang isang magnetic field ay maaaring mabuo mula sa isang electric current. Ngunit sa parehong oras, lumitaw din ang mga pag-iisip tungkol sa reverse transformation, ibig sabihin, kung paano makakuha ng electric current mula sa isang magnetic field. Pagkatapos ng lahat, maraming mga proseso sa kalikasan ang nababaligtad: ang tubig ay gumagawa ng yelo, na maaaring matunaw pabalik sa tubig.

Kinailangan ng dalawampu't dalawang taon upang pag-aralan ang malinaw na ngayon na batas ng pisika pagkatapos ng pagtuklas ni Oersted. Ang Ingles na siyentipiko na si Michael Faraday ay kasangkot sa pagbuo ng kuryente mula sa isang magnetic field. Tapos na iba't ibang hugis at mga sukat ng mga konduktor at magnet, ang mga variant ng mga ito ay hinanap relatibong posisyon. At tanging, tila, hindi sinasadyang natuklasan ng siyentipiko na upang makakuha ng isang EMF sa mga dulo ng konduktor, kinakailangan ang isa pang termino - ang paggalaw ng magnet, i.e. Ang magnetic field ay dapat na variable.

Ngayon hindi na ito nakakagulat sa sinuman. Ito ay eksakto kung paano gumagana ang lahat ng mga electric generator - hangga't ito ay pinaikot ng isang bagay, ang kuryente ay nabuo at ang bumbilya ay kumikinang. Tumigil sila, tumigil sa pag-ikot, at namatay ang ilaw.

Electromagnetic induction

Kaya, ang EMF sa mga dulo ng konduktor ay nangyayari lamang kung ito ay inilipat sa isang tiyak na paraan sa isang magnetic field. O, mas tiyak, ang magnetic field ay kinakailangang magbago, maging variable. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na electromagnetic induction, sa Russian electromagnetic induction: sa kasong ito sinasabi nila na ang isang EMF ay sapilitan sa konduktor. Kung ang isang load ay konektado sa naturang EMF source, ang kasalukuyang ay dadaloy sa circuit.

Ang magnitude ng sapilitan EMF ay depende sa ilang mga kadahilanan: ang haba ng konduktor, ang induction ng magnetic field B, at, sa isang malaking lawak, ang bilis ng paggalaw ng konduktor sa magnetic field. Ang mas mabilis na rotor ng generator ay pinaikot, mas mataas ang boltahe sa output nito.

Komento: electromagnetic induction(ang kababalaghan ng paglitaw ng EMF sa mga dulo ng isang konduktor sa isang alternating magnetic field) ay hindi dapat malito sa magnetic induction - isang vector pisikal na dami na nagpapakilala sa magnetic field mismo.

Induction

Ang pamamaraang ito ay nasuri. Ito ay sapat na upang ilipat ang konduktor sa isang magnetic field permanenteng magnet, o vice versa, ilipat (halos palaging sa pamamagitan ng pag-ikot) ang magnet malapit sa konduktor. Ang parehong mga pagpipilian ay tiyak na magbibigay-daan sa iyo upang makakuha ng isang alternating magnetic field. Sa kasong ito, ang paraan ng paggawa ng EMF ay tinatawag na induction. Ito ay induction na ginagamit upang makagawa ng EMF sa iba't ibang mga generator. Sa mga eksperimento ni Faraday noong 1831, unti-unting gumagalaw ang isang magnet sa loob ng coil ng wire.

Mutual induction

Ang pangalang ito ay nagmumungkahi na ang dalawang konduktor ay nakikibahagi sa hindi pangkaraniwang bagay na ito. Ang isang nagbabagong kasalukuyang dumadaloy sa isa sa mga ito, na lumilikha ng isang alternating magnetic field sa paligid nito. Kung mayroong isa pang konduktor sa malapit, pagkatapos ay lumilitaw ang isang alternating EMF sa mga dulo nito.

Ang pamamaraang ito ng paggawa ng EMF ay tinatawag na mutual induction. Ito ay sa prinsipyo ng mutual induction na ang lahat ng mga transformer ay nagpapatakbo, tanging ang kanilang mga conductor ay ginawa sa anyo ng mga coils, at ang mga core na gawa sa ferromagnetic na materyales ay ginagamit upang mapahusay ang magnetic induction.

Kung ang kasalukuyang sa unang konduktor ay huminto (bukas na circuit), o nagiging, kahit na napakalakas, ngunit pare-pareho (walang mga pagbabago), kung gayon walang EMF na makukuha sa mga dulo ng pangalawang konduktor. Ito ang dahilan kung bakit gumagana lamang ang mga transformer sa alternating current: kung ikinonekta mo ang isang galvanic na baterya sa pangunahing paikot-ikot, tiyak na walang boltahe sa output ng pangalawang paikot-ikot.

Ang EMF sa pangalawang paikot-ikot ay sapilitan lamang kapag nagbabago ang magnetic field. Bukod dito, mas malakas ang rate ng pagbabago, lalo na ang bilis, at hindi ang ganap na halaga, mas magiging mas malaki ang sapilitan na emf.

Self-induction

Kung aalisin mo ang pangalawang konduktor, pagkatapos ay ang magnetic field sa unang konduktor ay tumagos hindi lamang sa nakapalibot na espasyo, kundi pati na rin sa konduktor mismo. Kaya, sa ilalim ng impluwensya ng larangan nito, ang isang emf ay sapilitan sa konduktor, na tinatawag na self-induction emf.

Ang phenomenon ng self-induction ay pinag-aralan ng Russian scientist na si Lenz noong 1833. Batay sa mga eksperimentong ito, posible na malaman ang isang kawili-wiling pattern: ang self-induction na EMF ay palaging sumasalungat at nagbabayad para sa panlabas na alternating magnetic field na nagiging sanhi ng EMF na ito. Ang pag-asa na ito ay tinatawag na panuntunan ni Lenz (hindi dapat ipagkamali sa batas ng Joule-Lenz).

Ang minus sign sa formula ay nagsasalita lamang ng kontraaksyon ng self-induction EMF sa mga sanhi na nagbunga nito. Kung ang likid ay konektado sa isang palaging pinagmumulan ng kasalukuyang, ang kasalukuyang ay tataas nang mabagal. Ito ay kapansin-pansin kapag "sinusuri" ang pangunahing paikot-ikot ng isang transpormer na may dial ohmmeter: ang bilis ng paglipat ng karayom ​​patungo sa dibisyon ng zero scale ay kapansin-pansing mas mababa kaysa kapag sinusuri ang mga resistor.

Kapag ang coil ay nadiskonekta mula sa kasalukuyang pinagmulan, ang self-induction emf ay nagiging sanhi ng pag-spark ng mga contact ng relay. Sa kaso kapag ang coil ay kinokontrol ng isang transistor, halimbawa isang relay coil, ang isang diode ay inilalagay parallel dito sa kabaligtaran na direksyon na may paggalang sa pinagmumulan ng kapangyarihan. Ginagawa ito upang maprotektahan ang mga elemento ng semiconductor mula sa mga epekto ng self-induction emf, na maaaring sampu o kahit daan-daang beses na mas mataas kaysa sa boltahe ng pinagmumulan ng kuryente.

Upang magsagawa ng mga eksperimento, nagdisenyo si Lenz ng isang kawili-wiling device. Dalawang aluminyo na singsing ay naayos sa mga dulo ng aluminyo rocker arm. Ang isang singsing ay solid, ngunit ang isa ay may hiwa. Malayang umikot ang rocker sa karayom.

Kapag ang isang permanenteng magnet ay ipinasok sa isang solidong singsing, ito ay "tumakas" mula sa magnet, at kapag ang magnet ay tinanggal, ito ay sumugod pagkatapos nito. Ang parehong mga aksyon na may isang cut ring ay hindi naging sanhi ng anumang paggalaw. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na sa isang solidong singsing, sa ilalim ng impluwensya ng isang alternating magnetic field, isang kasalukuyang arises, na lumilikha ng isang magnetic field. Ngunit sa isang bukas na singsing ay walang kasalukuyang, samakatuwid ay walang magnetic field.

Ang isang mahalagang detalye ng eksperimentong ito ay kung ang isang magnet ay ipinasok sa singsing at nananatiling hindi gumagalaw, kung gayon walang reaksyon ng aluminyo na singsing sa presensya ng magnet ay sinusunod. Muli nitong kinukumpirma na ang induced emf ay nangyayari lamang kapag nagbabago ang magnetic field, at ang magnitude ng emf ay nakasalalay sa rate ng pagbabago. SA sa kasong ito sa bilis ng paggalaw ng magnet.

Ang parehong ay maaaring sinabi tungkol sa mutual induction at self-induction, tanging ang pagbabago sa lakas ng magnetic field, o sa halip ang rate ng pagbabago nito, ay nakasalalay sa rate ng pagbabago ng kasalukuyang. Upang ilarawan ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, maaaring ibigay ang sumusunod na halimbawa.

Hayaang dumaan ang malalaking alon sa dalawang medyo malalaking magkaparehong coil: sa unang coil 10A, at sa pangalawa hanggang 1000, at sa parehong coil ang mga alon ay tumataas nang linearly. Ipagpalagay natin na sa isang segundo ang kasalukuyang sa unang coil ay nagbago mula 10 hanggang 15A, at sa pangalawa mula 1000 hanggang 1001A, na naging sanhi ng hitsura ng isang self-induced emf sa parehong mga coils.

Ngunit, sa kabila ng napakalaking halaga ng kasalukuyang sa pangalawang coil, ang self-induction EMF ay magiging mas malaki sa una, dahil doon ang rate ng pagbabago ng kasalukuyang ay 5A/sec, at sa pangalawa ito ay 1A/sec lamang. . Pagkatapos ng lahat, ang self-induction emf ay nakasalalay sa rate ng pagtaas ng kasalukuyang (basahin ang magnetic field), at hindi sa ganap na halaga nito.

Inductance

Ang mga magnetic na katangian ng isang kasalukuyang-carrying coil ay nakasalalay sa bilang ng mga pagliko, geometric na sukat. Ang isang makabuluhang pagtaas sa magnetic field ay maaaring makamit sa pamamagitan ng pagpapasok ng isang ferromagnetic core sa coil. TUNGKOL SA magnetic properties Ang mga coils ay maaaring hatulan nang may sapat na katumpakan sa pamamagitan ng magnitude ng induced emf, mutual induction o self-induction. Ang lahat ng mga phenomena na ito ay tinalakay sa itaas.

Ang katangian ng coil na nagsasabi tungkol dito ay tinatawag na coefficient of inductance (self-inductance) o simpleng inductance. Sa mga formula, ang inductance ay tinutukoy ng letrang L, at sa mga diagram, ang mga inductor ay tinutukoy ng parehong titik.

Ang yunit ng inductance ay henry (H). Ang isang coil ay may inductance na 1H, kung saan, kapag ang kasalukuyang pagbabago ng 1A bawat segundo, ang isang emf ng 1V ay nabuo. Ang halaga na ito ay medyo malaki: ang network windings ng medyo malakas na mga transformer ay may inductance ng isa o higit pang Gn.

Samakatuwid, ang mga halaga ng isang mas mababang pagkakasunud-sunod ay madalas na ginagamit, lalo na milli at micro Henry (mH at μH). Ang ganitong mga coils ay ginagamit sa mga electronic circuit. Ang isa sa mga application ng coils ay oscillating circuits sa mga radio device.

Ang mga coils ay ginagamit din bilang chokes, ang pangunahing layunin nito ay upang pumasa sa direktang kasalukuyang nang walang pagkawala habang pinapahina ang alternating current (mga filter). Bilang isang pangkalahatang tuntunin, mas mataas ang dalas ng pagpapatakbo, mas kaunting inductance ang kailangan ng mga coils.

Inductive reactance

Kung kukuha ka ng isang sapat na makapangyarihang mains transpormer at ang paglaban ng pangunahing paikot-ikot, lumalabas na ito ay ilang ohms lamang, at kahit na malapit sa zero. Ito ay lumiliko na ang kasalukuyang sa pamamagitan ng tulad ng isang paikot-ikot ay magiging napakalaki, at kahit na may posibilidad na infinity. parang, maikling circuit sadyang hindi maiiwasan! Kaya bakit wala doon?

Ang isa sa mga pangunahing katangian ng inductor coils ay inductive reactance, na nakasalalay sa inductance at ang dalas ng alternating current na ibinibigay sa coil.

Madaling makita na sa pagtaas ng dalas at inductance, ang inductive reactance ay tumataas, at sa pamamagitan ng DC sa pangkalahatan ay nagiging katumbas ng zero. Samakatuwid, kapag sinusukat ang paglaban ng mga coils na may multimeter, ang aktibong paglaban ng wire lamang ang sinusukat.

Ang disenyo ng mga inductors ay napaka-magkakaibang at depende sa mga frequency kung saan ang coil ay nagpapatakbo. Halimbawa, upang gumana sa hanay ng decimeter ng mga radio wave, kadalasang ginagamit ang mga naka-print na circuit coil. Para sa mass production, ang pamamaraang ito ay napaka-maginhawa.

Ang inductance ng coil ay nakasalalay sa mga geometric na sukat nito, core, bilang ng mga layer at hugis. Sa kasalukuyan, ang isang sapat na bilang ng mga karaniwang inductor na katulad ng mga maginoo na resistors na may mga lead ay ginawa. Ang ganitong mga coils ay minarkahan ng mga kulay na singsing. Mayroon ding mga coils para sa ibabaw mount, ginagamit bilang chokes. Ang inductance ng naturang mga coils ay ilang millihenries.