2.9. Правило Ленца.
(общие законы природы Ленц сформулировал для электромагнитных явлений)
Индуктированная ЭДС, ток ею созданный и его магнитное поле всегда направлены против причины вызвавшей их появление.
Прим. Законы природы:
1) на всякое действие образуется противодействие;
2) чем сильнее действие, тем сильнее противодействие;
3) любая система (в том числе человек) ведет себя так, чтобы нейтрализовать внешнее воздействие;
4
)
и т.п.
Пример: если в катушку с замкнутой внешней цепью магнит вставлять, то магнитное поле, созданное током катушки от индуктированной в ней ЭДС будет направлено против поля вставляемого магнита, т.е. катушка «сопротивляется» внесению внешнего поля, отталкивает магнит. Если магнит вынимать из катушки, то поле от тока индуктированной ЭДС будет направлено в ту же сторону, что и поле создавшего их магнита, т.е. катушка «стремится» сохранить поле, притягивает магнит.
2.10. Самоиндукция.
(Влияние магнитного поля проводника на свой же проводник).
При изменении тока в катушке, меняется и ее магнитное поле. Поэтому в катушке, находящейся в собственном магнитном, появляется ЭДС, которая называется ЭДС самоиндукции. Обозначается – ЕL. ЭДС самоиндукции, по правилу Ленца, всегда направлена против изменения тока. То есть, если ток увеличивается в катушке, то ЭДС направлена против тока. Если ток уменьшается – то ЭДС направлена согласно току.
ЭДС самоиндукции зависит от индуктивности катушки и скорости изменения тока в ней. Соответственно, это выражается данной формулой:
Е L = - L ×∆I/∆t где:
- L – индуктивность катушки. Индуктивность показывает, какое магнитное поле способна создать данная катушка. Индуктивность зависит от количества витков катушки, от размеров катушки, от наличия и материала сердечника в катушке, от среды в которой находится катушка. Индуктивность измеряется в Генри ( Гн).
П
римечание:
Под индуктивностью в 1Гн понимается,
что при изменении тока в катушке в 1А за
1 сек., в ней возникает ЭДС самоиндукции
равная 1 В.
Гн – очень большая единица измерения, поэтому индуктивность реальных катушек измеряется в мГн и мкГн. Например катушка сглаживающего реактора в электропоезде имеет индуктивность «всего» 20мГн
- ∆I/∆t – скорость изменения тока.
- Знак (-) в формуле указывает на то, что ЭДС самоиндукции направлена против изменения тока.
С ледствия:
Из-за ЭДС самоиндукции переменному току оказывается дополнительное (к обычному электрическому сопротивлению R) индуктивное сопротивление Х L.
В момент размыкания контактов независимо от рода тока, ток резко уменьшается, что создает большую ЭДС самоиндукции, которая складывается с с ЭДС источника и напряжением цепи и вследствие этого, в сети возникает скачок напряжения, что может повредить другие потребители и образует перенапряжение (Uпер) в самом контакте с пробоем воздушного промежутка и образование электрической дуги.
П
рим.
Особенно сильно проявляются эти эффекты,
если проводник смотать в катушку, то
есть увеличить индуктивность цепи L,
увеличить частоту переменного тока или
резко изменять постоянный ток.
