Явище самоіндукції та ерс самоіндукції. Індуктивність.
Самоіндукція — явище виникнення електрорушійної сили в провіднику при зміні електричного струму в ньому. Знак електрорушійної сили завжди такий, що вона протидіє зміні сили струму. Самоіндукція призводить до скінченного часу наростання сили струму при вмиканні джерела живлення і спадання струму при розмиканніелектричного кола.
Величина електрорушійної сили самоіндукції визначається за формулою
,
де — е.р.с., — сила струму, L — індуктивність.
Індуктивність — фізична величина, що характеризує здатність провідника нагромаджувати енергію магнітного поля, коли в ньому протікає електричний струм.
Позначається здебільшого латинською літерою L, в системі СІ вимірюється в Генрі.
Дорівнює відношенню магнітного потоку Φ через контур, визначений електричним колом, до величини струму І в колі , тобто
.
Енергія магнітного поля, створеного електричним струмом у колі, визначається формулою
.
Індуктивність залежить від форми контура.
Активний та реактивний опір.
Акти́вний о́пір — частина повного опору електричного кола змінному струмові, яка поглинає електричну енергію і визначається вживаною потужністю P таструмом I в колі за формулою
.
Реакти́вний о́пір — величина, що характеризує опір що надається змінному струму електричною ємністю і індуктивністю кола (її ділянки).
Вимірюється в Омах.
Миттєве значення напруги, сили струму та е.Р.С.
Миттєве значення потужності електричного струму дорівнює
,
повна потужність
,
активна потужність
,
реактивна потужність
де U — напруга, а - зсув фаз між напругою і струмом.
Однак практичніше використовувати усереднене значення потужності
,
де — амплітудне значення сили струму,
—
амплітудне значення напруги.Змінний струм характеризують також діючими значеннями сили струму й напруги
Призначення, будова і принцип дії трансформатора.
Трансформа́тор — пристрій, що використовується для перетворення електричної енергії одного рівня напруги в електричну енергію іншого рівня напруги.
Трансформатор (від лат. Transformo - перетворювати) - статичний електромагнітний пристрій, що має дві або більше індуктивно зв'язані обмотки і призначений для перетворення за допомогою електромагнітної індукції однієї або кількох систем (напруг) змінного струму в одну або декілька інших систем (напруг) змінного струму без зміни частоти системи (напруги) змінного струму (ГОСТ 16110-82).
Трансформатори широко застосовуються в лініях електропередач, в розподільних та побутових пристроях. Передачаелектроенергії відбувається з меншими втратами при високій напрузі й малій силі струму. Тому зазвичай лінії електропередач високовольтні. Водночас побутові й промислові машини вимагають високої сили струму й малої напруги, тому перед споживанням електроенергія перетворюється в низьковольтну.
Трансформатори характеризуються дуже високим коефіцієнтом корисної дії.
Вперше трансформатори, як такі були продемонстровані в 1882 році, хоча ще в 1876 році Яблочков використовував аналогічний пристрій для створених ним освітлювальних пристроїв — «свічок Яблочкова». Винахід трансформатора був важливим фактором у так званій війні струмів — конкурентній боротьбі за те, який електричний струм, постійний чи змінний ефективніший для масового користування.
Найпростіший трансформатор складається з обмоток на спільному осерді. Одна з обомоток під'єднана до джерела змінного струму. Ця обмотка називається первинною. Інша обмотка, вторинна, служить джерелом струму для навантаження. Створений струмом у первинній обмотці змінний магнітний потік викликає появу е.р.с. у вторинній обмотці, оскільки обидві обмотки мають спільне осердя. Співвідношення е.р.с. у вторинній обмотці й напруги на первинній залежить від кількості витків у обох обмотках. В ідеальному випадку
,
де індексом P позначені величини, що стосуються первинної обмотки, а індексом S — відповідні величини для вторинної обмотки, U — напруга, N — кількість витків, I — сила струму.
Таким чином, перетворення напруги й сили струму в трансформаторів визначається кількістю витків у первинній та вторинній обмотках. Напруга пропорційна кількості витків, тоді як сила струму обернено пропорційна їй.