12. Законы электромагнитной индукции Фарадея-Максвелла и Ампера. Явление самоиндукции и взаимоиндукции и их использование в электротехнических устройствах и электрических машинах.
Работу электромагнитных цепей обычно поясняют используя законы электро-магнитной индукции Ф-Максвелла и Ампера.
Закон э/м индукции в формулировке Фарадея записывается след-м образом.
где
dP
магнитное значение магнитного потока
в пост токе эл. поля.
На концах катушки, число витков W, возникает ЭДС инд. Пропорциональное скорости изменения потока сцепления пронизывающего данную катушку
Если в однородном магн. поле равномерно вращается рамка, то в ней возникает переменная ЭДС. (Генератор)
Если по рамке, помещенной в магн. поле пропускать эл. ток то на нее будет действовать вращающий момент M=pmB и рамка начнет вращаться. Принцип работы эл. двигателей
Закон Ампера
Поясняет взаимное преобразование электроэнергии в механич. Он установил связь между магнитным полем и проводником с эл. током В этом случае со стороны магнитного поля действует сила на проводник, величина которой определяется выражением
Направление силы определяется по правилу левой руки .
Вывод. Для превращения электроэнергии в механическую необходимо наличие выполнения 2-х условий:
Наличие магнитного поля.
Проводника с током
С помощью закона ампера поясняется принцип действия электродвигателей.
5-2
Если
нагрузка несимметрична и соединяется
по схеме Y
то токи в фазах не равны, следовательно,
падения напряжений в фазах не одинаково
что приводит к перекосу фазных напряжений,
т.е.
.
Это сильно влияет на работу нагрузки и
потребители могут выходить из строя,
для того чтобы этого не случилось при
несимметричной нагрузке обязательно
используют 0-й или нейтральный провод,
который соединяет нулевые точки
потребителей и генераторов или
трансформаторов.
По
I
закону Кирхгофа:
;
если нет нулевого провода то напряжение
меняется. Основное назначение 0-го
провода – выравнивание фазного
напряжения.
Векторная диаграмма для 4-х проводной 3-х фазной системы.
Явление самоиндукции и взаимоиндукции.
Если взять 2 катушки с числом витков W1 и W2 и поместить их в непосредственной близости друг от друга, то при подведении переменного тока в 1-й катушки возникает ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции а во второй – ЭДС взаимной индукции и и мгновенного значение, которое можно записать следующим образом.
где L индуктивность катушки
где М – коэффициент взаимоиндукции.
На этом принципе работает трансформатор.