17. Круги синусоидального тока с индуктивно связанными элементами
Цепи синусоидального тока с индуктивно связанными элементами
Индуктивная связь М в цепи переменного тока возникает вследствие пересечения или объединения магнитных потоков близко расположенных индуктивных элементов (рис.3.21).
Рисунок 3.21 — Различные варианты индуктивной связи двух катушек с током
Индуктивно связанные элементы. Если две катушки с током (контуры тока) расположены вблизи друг друга, то часть магнитного потока одной катушки пронизывает витки второй катушки и наоборот (рис.3.19). При этом изменение тока в одной из катушек приводит к появлению ЭДС во второй катушке. Эта ЭДС называется ЭДС взаимной индукции, а элементы, в которых она возникает — индуктивно связанными элементами.
Собственно
индуктивный элемент характеризуется
следующими параметрами: индуктивностью
,
количеством витков проводника
и потоком магнитного поля
.
Величина
называется потокосцеплением данного
индуктивного элемента. Индуктивно
связанный элемент помимо собственной
индуктивности
приобретает дополнительную, «взаимную»
индуктивность
.
В зависимости от направленности
стороннего магнитного потока относительно
собственного магнитного потока данного
индуктивного элемента, величина его
индуктивности может увеличиваться до
величины
или уменьшаться до
.
Направление магнитного потока в индуктивном элементе определяется по правилу правого винта и зависит как от направления намотки катушки, так и от направления тока в ней. В индуктивно связанных цепях для определенности принимается, что катушки индуктивности имеют одинаковое направление намотки, тогда взаимодействие их магнитных потоков определяется лишь направлением токов в каждой из катушек, при этом «входные» зажимы или полюсы катушек обозначают на схемах звездочками или точками (рис.3.22).
Если
направления токов в обеих катушках
совпадают, то и магнитные потоки катушек
сонаправлены; такое включение катушек
называют согласным.
Тогда полный магнитный поток первой
катушки
,
а второй катушки
, т.е. полный
магнитный поток в согласно включенных
катушках увеличивается.
Если
же направления токов в катушках
противоположны, то магнитные потоки
катушек также направлены противоположно;
такое включение катушек называют
встречным.
В этом случае полный магнитный поток
первой катушки равен
,
а второй катушки
, т.е. полный
магнитный поток во встречно включенных
катушках уменьшается.
18. Согласованное и встречный включения индуктивных элементов
При наличии индуктивной связи в элемент вносится дополнительный магнитный поток, способный увеличить или уменьшить его реактивное сопротивление. Величина этого сопротивления зависит от способа включения индуктивно связанных элементов — встречного или согласного (рис.3.22, 3.24). При согласном включении установятся напряжения:
на
первой катушке
,
на
второй катушке
.
а б
Рисунок 3.24 — Электрическая схема индуктивно связанных катушек
при согласном (а) и встречном (б) включении
При встречном включении установятся напряжения:
на
первой катушке
,
на
второй катушке
.