1. Явление электромагнитной индукции. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.

 

Билет 19

1. Явление самоиндукции. Индуктивность. Энергия магнитного поля

Самоиндукция – частный случай электромагнитной индукции.

Самоиндукцией называется явление возникновение индукционного тока в цепи при резком изменении основного тока в цепи

Л₁- лампочка загорается мгновенно

Л₂ – лампочка запаздывает (загорается и гаснет не мгновенно)

П

t. c

Л₁

равило Ленца для явления самоиндукции: Направление индукционного тока в цепи направлено в противоположную сторону изменения основного тока в цепи. Например, если при замыкании цепи ток возрастает от 0 до максимума, индукционный ток этому препятствует, если цепь размыкается и основной ток падает от максимума до 0, то индукционный ток препятствует резкому падению.

Катушка ( ) – это устройство, содержащее некоторое количество витков, которые изолированы друг от друга (лаком) и железного сердечника (в некоторых случаях). Свойство катушки характеризуются индуктивностью.

Железный сердечник – выполнен из листовой электротехнической стали, листы изолированы друг от друга (лаком). Это сделано, что бы избежать появления вихревых магнитных полей, которые приводят к перегреву сердечника, сбоев в работе с катушкой и не экономии электроэнергии.

Индуктивность ( [L]=Гн – генри)- это физическая величина, характеризующая способность контуров с током и окружающей их среды накапливать магнитное поле. Зависит от размеров витков, их количества и наличия железного сердечника.

, где L- коэффициент пропорциональности, n – количество витков катушки, I – сила тока, t- время протекания тока.

Учет самоиндукции в технике: при быстром изменении тока в цепях, содержащих катушки индуктивности (двигатели, генераторы, трансформаторы), например при обрыве цепей, возникает ЭДС индукции, она может достигать очень больших значений – в результате: пробой изоляции. Это учитывается в эл.цепях

Катушки – это источники магнитного поля. Магн. поле обладает энергией.

Доказательство: при замыкании цепей ток постепенно нарастает до определенного значения I_max, то есть совершается работа. Для совершения любой работы необходима энергия.

Энергия магн.поля определяется формулой:

Билет 20

2. Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. Колеба­тельный контур. Превращение энергии при электромагнитных колебаниях.

Колебание – это процесс (движение), которое повторяется через определенный промежуток времени. (например: колебание листьев и деревьев во время ветра, биение сердца, колебание качелей, колебание тела на пружине, колебание струны, колебания поршня в цилиндре, колебания шарика на нити)

Электромагнитное колебание - это периодическое изменение магнитного и электрического полей.

Виды колебаний:

1. Свободные колебания – это колебания, совершенные после действия внешней силы. Являются затухающими. (Эл. колебания, возникающие при разрядке конденсатора. Период колебаний равен Т=10^-6с.)

2. Вынужденные колебания – это колебания, которые совершаются под действием внешней периодической силы. (Работа генератора эл тока)

Механические колебательные системы известны: колебание тела на пружине (автомобиль на рессорах) и колебание шарика на нити (маятник часов).

П римером электромагнитной колебательной системы является КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР.

Электрическая цепь, состоящая из кон­денсатора и катушки, в которой могут происходить свободные электрические колебания, называется колебательным контуром.

W_p=max

W_p=max

W_m=max

W_m=max

W_p=max

Ит.д.

Е_кин=0,

Е_р = max

Е_кин=0,

Е_р = max

Е_кин=0,

Е_р = max

Е_кин=max

Е_р = 0

Е_кин=max

Е_р = 0

Подтверждается фундаментальный закон физики: энергия никуда не исчезает и ни из чего не возникает, а переходит из одного вида в другой.