Трансформаторлар

Айнымалы токтың кернеуін жоғарылату және төмендету үшін қолданылатын трансформатордың жұмыс істеу принципі өзара индукция құбылысына негізделген. I₁ айнымалы тогы трансформатордың бірінші орамында айнымалы магнит өрісін тудырады. Бұл екінші орамда өзара индукцияның э.қ.к.-ін қоздырады. Яғни,

мұндағы, және – сәйкес бірінші және екінші орамдардағы орам саны.

Екінші орамдағы э.қ.к.-і шамасының біріншідегіден қанша есе артық (немесе кем) екенін көрсететін қатынасы трансформациялану коэффициенті деп аталады.

Егер, болса трансформатор – күшейткіш, егер болса – төмендеткіш трансформатор деп аталады.

Магнит өрісінің энергиясы

Электр тогы жүріп тұрған өткізгіштің айналасын үнемі магнит өрісі қоршап тұрады. Токтың пайда болуы мен жоғалуына байланысты магнит өрісі де пайда болып, жоғалып отырады. Магнит өрісі электр өрісіне ұқсас энергия тасымалдайды.

Магнит өрісінің энергиясы осы өрісті тудыру үшін токтың атқарған жұмысына тең.

Индуктивтілігі L болатын, I тогы жүріп тұрған контурды алайық. Контурдағы магнит ағыны -ге тең. Ток мәніне өзгерген кезде магнит ағыны -ге өзгереді. Магнит ағынын өзгерту үшін жасалатын жұмыс: dA=IdФ =LIdl .

Ф магнит ағынын туғызу үшін атқарылған жұмыс:

Контурмен байланысқан магнит өрісінің энергиясы

.

Ұзын соленоидтың ішіндегі біртекті магнит өрісінің энергиясын өрісті қоршайтын ортаны сипаттайтын шамалар арқылы өрнектейік

Соленоидтың индуктивтілігі: . Осыдан

Солениодтың магнит өрісінің индукциясы: . Осыдан . Анықтама бойынша магнит өрісінің кернеулік векторы

Бұл қатынастарды қолдана отырып, табамыз

мұндағы, – соленоидтың көлемі. Ұзын соленоидтың магнит өрісі біртекті және оның ішіне қарай жинақталған, сондықтан магнит өрісінің энергиясы соленоид ішінде көлемдік тығыздықпен таралады.

Бұл жалпы түрдегі қатынас болып табылады, және тек қана және векторлары сызықтық байланыста болып келетін біртекті емес орталар үшін дұрыс (пара- және диамагнетиктер үшін).

Магнит өрісі энергиясының көлемдік тығыздығына арналған өрнегі электростатикалық өріс энергиясының көлемдік тығыздығына арналған өрнегіне ұқсас: , айырмашылығы электрлік өлшемдер, магниттік өлшемдермен алмастырылған.

Бақылау сұрақтары.

1. Электромагниттік индукция құбылысы.

2. Ленц ережесі.

3. Өзара және өздік индукция құбылыстары.

4. Ұзын соленоидтың индуктивтілігі.

5. Өзара индукция коэффициенті.

6. Тоқтың магниттік энергиясы.

7. Магнит энергиясының тығыздығы.

8. Электромагниттік индукция. Фарадей тәжірибесі

9. Трансформаторлар

10. Құйынды ток (Фуко тогы)

11. Ферромагнетиктiң қасиетiн сипаттайтын шамаларды көрсетiңiз.

12. Төмендегі өрнектердің қайсысы магнит өрісі энергиясын анықтайды.

13. Домендердің қасиеті неге байланысты?

14. Спонтанды магниттелу аймақтары қалай пайда болады?

15. Антиферромагнетиктер қалай парамагнетикке айналады?

16. Магниттік гистерезис дегеніміз не?

17. Кюри температурасы.

18. Екі ортаның шекарасындағы шекаралық шарттар.

19. Заттағы магнит өрісі үшін толық ток заңы.

20. Заттағы магниттік өріс.

21. Магнетиктер.

22. Магнетиктердің түрлері. Диамагнетиктер. Парамагнетиктер.

23. Магниттiк өтiмдiлiкпен магниттiк қабылдағыштықтың арасындағы тәуелдiлiк.

24. Төмендегі өрнектердің қайсысы магнит өрісі энергиясының көлемдік тығыздығын анықтайды:

25. Магнит өрiсiнiң энергия тығыздығы.

26. Пойтинг векторының өрнегi