Самоиндукция
Самоиндукция
– это явление возбуждения ЭДС индукции
в том же контуре, по которому протекает
изменяющийся электрический ток. При
этом поток вектора магнитной индукции
через площадь ограниченную контуром
(называется потокосцеплением) равен
произведению силы тока на индуктивность
контура:
,
,
,
где L
– индуктивность контура – численно
равна ЭДС самоиндукции, возникающей в
контуре при изменении силы тока на один
ампер за одну секунду. Индуктивность
определяется геометрическими размерами
контура, числом витков, магнитной
проницаемостью среды. Единица измерения
индуктивности – генри (Гн).
Например,
индуктивность соленоида:
,
где N
– число витков соленоида; S
– площадь поперечного сечения; l
– длина соленоида.
Энергия магнитного поля
Магнитное поле неразрывно связано с электрическим током – появляется, изменяется, исчезает с электрическим током, следовательно, часть энергии тока всегда идет на создание магнитного поля. Поэтому магнитное поле должно обладать энергией, равной работе, затрачиваемой током на создание этого поля, или, что то же, на создание потока магнитной индукции, связанного с током. Этим объясняется существование явления самоиндукции – ток, включенный в контур, не сразу достигает своего максимального значения (определяемого законом Ома), а нарастает в течении некоторого (небольшого) промежутка времени, потому что часть энергии тока расходуется в это время на создание магнитного поля. При выключении тока энергия магнитного поля не может исчезнуть – она переходит в энергию тока самоиндукции, усиливающего выключаемый ток.
Таким
образом, явление электромагнитной
индукции основано на взаимных превращениях
энергий электрического тока и магнитного
поля:
.
–
энергия
магнитного поля.
Синусоидальный переменный ток. Работа и мощность переменного тока
Переменный ток – это колебательный процесс, т.е. знакомое Вам гармоническое колебание.
Чтобы
определить работу и мощность переменного
тока, вспомним, чему равны эти величины
для постоянного тока:
,
В
короткие промежутки времени переменный
ток можно считать постоянным, поэтому
мощность тока –
Эффективное или действующее значение переменного тока равно величине такого постоянного тока, который оказывает одинаковое тепловое действие с переменным током, аналогичная величина вводится и для напряжения. Электроизмерительные приборы при измерении переменного тока показывают именно действующие значения тока и напряжения:
Работа
и мощность переменного тока:
,
.