22. Взаимная индуктивность. Вихревые токи. Энергия магнитного поля

Если переменное магнитное поле, созданное током, одной катушки, пересекает витки другой катушки и наоборот, на зажимая последней катушки возникает ЭДС, которую называют ЭДС ВИ. Найдем выражение для ЭДС ВИ, которая индуцируется в катушках и .

Ток проходящий через катушку , создает магнитное поле, часть которого сцеплена с витками катушки и количественно определяется потокосцеплением взаимоиндукции: . Соответственно ток катушки : - магн потоки ВИ, пропорциональные токам, их создающим. Следовательно, и ПС взаимоиндукции пропорциональны этим токам: ; Коэф пропорц-ти М называют взаимными индуктивностями. М завис от числа витков катушки, размеров, взаиморасположения. Применяются в трансформаторах. Но могут проявлять себя как в вредным явлением. Напр в сердечние катушки или тр-ра за счет явления ВИ, возникает кольцевой ток, который наз Вихревым. Они вызывают большие тепловые потери. Для уменьшения потерь исп. Тонкие, изолир друг от друга листы электротехнической стали, с повышенным удельным сопротивлением.

Энергия магн поля катушки наход по формуле: .

23. Определение, получение и изображение переменного тока. Его параметры

Переменным называют ток, изменение которого по значению и направлению повторяется через равные промежутки времени. Широкое применение переменного тока в различ­ных областях техники объясняется легкостью его полу­чения и преобразования, а также простотой устрой­ства генераторов и двигателей переменного тока, на­дежностью их работы и удобством эксплуатации. Рассмотрим принцип действия простейшего генератора переменного тока. Между полюсами электромагнита или постоянного магнита расположен цилиндрический ротор (якорь), набранный из листов электротехнической стали. На якоре укреплена катушка, состоящая из определенного числа витков проволоки. Концы этой катуш­ки соединены с контактными кольцами, которые вра­щаются вместе с якорем. С контактными кольцами связаны неподвижные контакты (щетки), с помощью которых катушка соединяется с внешней цепью. Воз­душный зазор между полюсами и якорем профилируют так, чтобы индукция магнитного поля в нем менялась по синусоидальному закону: , где а — угол между плоскостью катушки и нейтраль­ной плоскостью.

Когда якорь вращается в магнитном поле со ско­ростью w, в активных сторонах катушки наводится ЭДС индукции , где — угол между направлениями векторов индукции магнитного поля B и скорости v; l — длина активных сторон витков катушки.

— максимальное значение ЭДС.

Таким образом, ЭДС генератора меняется по сину­соидальному закону. Если к зажимам генератора под­ключить нагрузку, то через нее пойдет ток, который также будет изменяться по синусоидальному закону.

Параметры переменного тока:

1. Мгновенные значения тока i, напря­жения u, ЭДС e — их значения в любой момент вре­мени:

2. Амплитудные значения тока Im, напряження Um, ЭДС Em — максимальные значения мгно­венных величин i u e

3. Период Т — промежуток времени, в течение которого ток совершает полное колебание и принимает прежнее по величине и знаку мгновенное значение. Период выражают в с, (мс) (мкс).

4. Угловая скорость w характеризует ско­рость вращения катушки генератора в магнитной поле. На практике для получения нужной частоты при от­носительно малой угловой скорости генераторы имеют несколько пар полюсов р.

5. Циклическая частота f — величина, об­ратная периоду Г.т. e. f=l/T, и характеризующая число полных колебаний тока за 1с.

6. Действующие значения тока I, на­пряжения U и ЭДС Е. Для измерения переменного тока, напряжения и ЭДС вводят понятие действующе­го значения. Переменный ток сравнивают с постоян­ным по тепловому действию. Если положе­ние реостатов подобрано так, что количество теплоты, выделяемой в схемах, на резисторе R, оказывается одинаковым, то можно считать, что и токи в схемах одинаковы.