Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
32
Добавлен:
17.03.2015
Размер:
702.46 Кб
Скачать

Если контур состоит из n витков, то полный магнитный поток (потокосцепление)  через этот контур равен:

, (4)

где Ф - магнитный поток через один виток.

Явление взаимной индукции.

Явление возникновения эдс в одном контуре при изменениях силы тока в другом называется взаимной индукцией.

Рассмотрим два контура 1 и 2, расположенные близко друг к другу (рис. 2). Если в контуре 1 течёт ток i1, то его магнитное поле создаёт в контуре 2 полный магнитный поток, пропорциональный току i1:

21=L21i (5)

Рис. 2

(на рис. 2 магнитное поле B1, связанное с i1 показано сплошными линиями).

При изменении тока i1 в контуре 2 индуцируется ЭДС ℰ21 :

21= – L21 . (6)

Аналогично, при протекании по контуру 2 тока i2 в контуре 1 возникает связанный с ним полный магнитный поток 12 (поле тока i2 имеет индукцию B2 и показано на рис. 2 пунктирными линиями):

12 = L12 i2 . (7)

При изменении тока i2 в контуре 1 возникает эдс индукции ℰ12:

12= -L12 . (8)

Контуры 1 и 2 называются связанными (посредством магнитного поля). Коэффициенты L12 и L21 называются коэффициентами взаимной индукции или взаимной индуктивностью контуров.

В отсутствие ферромагнетиков эти коэффициенты равны друг другу: L12 = L21 .

Величина взаимной индуктивности зависит от формы, размеров и взаимного расположения контуров, а также от магнитной проницаемости окружающей их среды. Коэффициент взаимной индукции в СИ измеряется в Генри (Гн):

1 Гн=.

2. Обоснование метода измерений.

В данной работе определяют взаимную индуктивность двух соосных катушек: длинной L1 и короткой L2, которая надета на L1 и может перемещаться вдоль общей оси катушек.

При подключении катушки L1 к источнику переменного напряжения U1=U01 cos t в ней создается ток:

i1 = = cost = I01 cos t , (9)

где R – сопротивление резистора, включённого последовательно с катушкой L1.

ВеличинаR выбирается такой, чтобы выполнялось условие R». Здесь R1 – активное сопротивление катушки L1.

Переменный ток i1 создает в катушке L2 эдс индукции ℰ21, которая согласно (6) равна:

21= -L21=L21 sin t = ℰ02 sin t . (10)

Величина 02 является амплитудным значением наведенной в L2 эдс:

02 = L21 ω = L21 2πƒ, (11)

где ƒ – частота изменения напряжения U1, даваемого генератором, питающим катушку L1.

Исходя из формулы (11) можно определить L21:

L21=ℰ02 . (12)

Таким образом, для определения коэффициента взаимной индукции катушек L21 необходимо измерить амплитудные значения напряжения U01, питающего катушку L1, и наведённой в L2 эдс ℰ02 , а также знать величины R и f.

Вольтметры, используемые для измерения напряжений и эдс переменного тока, показывают эффективное значениеUэф (ℰэф), которое связано с амплитудным U0=Uэф. Тогда формула для расчётаL21 имеет вид:

L21=ℰ2 = ℰ2 . (13)