5.3. Експериментальне визначення взаємної індуктивності та
полярності котушок.
О
дин
з простих способів експериментального
визначення взаємної індуктивності
заснований на виразі для напруги
і пояснюється на прикладі схеми рис.
5.3.
При
неробочому ході другої котушки, коли
,
комплексна напруга на ній
.
Переходячи до діючих значень величин, які вимірюють прилади, маємо
.
Таким чином, якщо виміряти струм першої котушки та напругу неробочого ходу на другій, можна визначити за формулою
.
Н
айпростіший
спосіб визначення однойменних затискачів
– візуальний (за видом намотки котушки).
Але у більшості практичних випадків
такий спосіб визначення однойменних
затискачів неможливий.
Розглянемо два експериментальних методи визначення однойменних затискачів.
Д
ослід
1. Зберемо коло за схемою рис. 5.4 з джерелом
гармонічної напруги і амперметром.
Запишемо показ амперметра
, поміняємо місцями затискачі однієї
котушки та знову запишемо показ амперметра
.
Якщо
,
то перше включення котушок було
неузгодженим, якщо
- то узгодженим.
Дослід 2. Одну з котушок рис. 5.5 будемо підключати до джерела постійної напруги за допомогою ключа чи просто замикати та розмикати провід, а до другої котушки підключимо вольтметр постійної напруги.
У
момент замикання ключа у першій котушці
виникає ЕРС самоіндукції
,
що спрямована проти струму
.
У випадку, коли однойменні затискачі
котушок підключені до позитивного
полюсу джерела і позитивного затискача
вольтметру, ЕРС аналогічного напрямку
,
але взаємної індукції виникне і у другій
котушці. При цьому стрілка вольтметру
відхилиться вправо від нуля.
Якщо стрілка вольтметру при замиканні ключа відхиляється в протилежну сторону, то позитивні затискачі джерела і вольтметру підключені до різнойменних затискачів котушок.
5.4. Індуктивність розсіяння котушок. Коефіцієнт зв’язку.
Р
озглянемо
дві індуктивно зв’язані котушки, що
виконані у вигляді тонких кілець великого
діаметру, які розташовані поруч (рис.
5.6). Індуктивність та число витків
котушок відповідно
та
.
Пропустимо струм через першу котушку.
При цьому виникає потік
,
частина якого
досягне другої котушки. Частину потоку
першої котушки, що не досягла витків
другої котушки, назвемо потоком розсіяння
першої котушки і позначимо
.
Тоді
.
Аналогічно для другої котушки
.
Потоку
відповідає потокозчеплення
.
Потоку
відповідає потокозчеплення
.
За
аналогією введемо потокозчеплення
розсіяння
,
де
- індуктивність розсіяння першої котушки.
Тоді
Аналогічно
Фізичний
сенс індуктивності розсіяння становиться
зрозумілим, якщо прийняти
.
Тоді індуктивність
розсіяння
можна тлумачити як різницю між власною
та взаємною індуктивностями котушки,
тобто
Ступень індуктивного зв’язку між двома котушками можна характеризувати співвідношеннями
та
,
які показують, яка частина потокозчеплення (магнітного потоку), що створюється струмом однієї котушки, зв’язана з витками другої котушки. В загальному випадку ці співвідношення не дорівнюють одне одному, тому для характеристики ступеня зв’язку уводять коефіцієнт зв’язку, який є середнім геометричним цих двох співвідношень
Коефіцієнт зв’язку не має розмірності і може знаходитися в межах від 0 до 1
