Явление и ЭДС электромагнитной индукция

Явление и ЭДС электромагнитной индукция, ЭДС самоиндукции, ЭДС взаимоиндукции

Явление электромагнитной индукции было открыто Майклом Фарадеем в 1831 г. Он опытным путем установил, что при изменении магнитного поля внутри замкнутого проводящего контура в нем возникнет электрический ток, который называют индукционным током.

На концах проводника, который при движении пересекает силовые линии магнитного поля, возникает ЭДС, получившая название индуктированной ЭДС, а само явление названо электромагнитной индукцией.

Величина индуктированной ЭДС зависит: от скорости перемещения проводника в магнитном поле; длины проводника; магнитной индукции поля, создаваемого магнитном поле.

Индуктированная ЭДС определяется по формуле , где — угол между направлением перемещения проводника и направлением магнитных силовых линий (рис. 7.6).

Для получения индуктированной ЭДС безразлично, что именно перемещается: проводник в магнитном поле или магнитное поле относительно неподвижного проводника.

Направление индуктированной ЭДС и тока определяется по правилу правой руки (рис. 7.7).

Если правую руку расположить таким образом, чтобы магнитные силовые линии магнитного поля входили в ладонь, а отогнутый большой палец был направлен в сторону движения проводника, то четыре вытянутых пальца укажут направление индуктированной ЭДС и тока.

Если по катушке с числом витков (рис. 7.8) проходит ток , то этот ток создает в катушке магнитный поток , величина которого пропорциональна току. Очевидно, пропорционально этому току и потокосцепление .

Следовательно, отношение для данной катушки — величина постоянная. Эта постоянная величина обозначается буквой и называется индуктивностью катушки:

Если по катушке с индуктивностью (рис. 7.8) пропустить переменный ток , то он создает в катушке переменный магнитный поток, который индуктирует в витках катушки ЭДС самоиндукции ei.

Явление наведения ЭДС самоиндукции в проводнике, контуре или тушке, вызванное изменением тока в самом проводнике, контуре и катушке, называется явлением самоиндукции.

ЭДС самоиндукции в катушке можно определить:

Таким образок, ЭДС самоиндукции в проводнике, контуре или катушке пропорциональна скорости изменения тока в этом, проводнике, контуре или катушке, взятой со знаком «минус».

Знак «минус» отражает здесь правило Ленца, которое в данном случае можно сформулировать так: индуктированный в катушке ток, вызванный ЭДС самоиндукции, противодействует изменения тока, вызвавшего эту ЭДС.

Если по катушке с индуктивностью проходит ток , то в магнитном поле этой катушки накапливается энергия, величина которой определяется:

Если две или несколько катушек расположить так, что магнитный поток одной из них пронизывает витки остальных, то такие катушки называют магнитосвязанными.

Если по одной из магнитосвязанных катушек, например первой (рис. 7.9 а), пропустить ток , то он создает в этой катушке магнитный поток , пропорциональный , часть которого пронизывает витки второй катушки , создавал потокосцепление пропорциональное . Часть магнитного потока , рассеивается .

Если по второй катушке (рис. 7.9 а) проходит ток , то он создаёт в ней магнитный поток , пропорциональный , часть которого пронизывает витки первой катушки , создавая потокосцепление , пропорциональное .

Для двух магнитосвязанных катушек отношение

Данная величина постоянная, обозначается буквой и называется взаимной индуктивностью этих катушек.

Взаимная индуктивность — это параметр магнитосвязанных проводников, контуров или катушек.

Взаимная индуктивность измеряется в генри При отсутствии рассеяния величина взаимной индуктивности

В общем случае

Коэффициент называют коэффициентом связи двух магнитосвязанных катушек

Коэффициент связи показывает, какая часть созданного катушками магнитного потока пронизывает одновременно обе магнитосвязанные катушки. Коэффициент связи может изменяться от нуля до единицы, т. е. .

Если по одной из магнитосвязанных катушек (рис. 7.9 б), например, первой, пропустить переменный ток , то он создаёт в ней переменный магнитный поток , часть которого пронизывает витки второй катушки и индуктирует в них ЭДС взаимоиндукции .

Явление наведения ЭДС взаимоиндукции в одной из магнитосвязанных катушек, вызванное изменением тока в другой катушке, называется явлением взаимоиндукции.

ЭДС взаимоиндукции во второй катушке будет равна

To есть ЭДС взаимоиндукции в одной из магнитосвязанных катушек пропорциональна скорости изменения тока в другой катушке со знаком «минус».

Следовательно

Знак «минус» отражает правило Ленца.

Явление взаимоиндукции лежит в основе работы электрических трансформаторов.

Эта страница взята со страницы лекций по предмету теоретические основы электротехники (ТОЭ):

Предмет теоретические основы электротехники

Возможно эти страницы вам будут полезны:

Расчет неоднородной магнитной цепи

Законы Кирхгофа для магнитной цепи

Вихревые токи

Назначение и принцип действия трансформаторов