1.3.Явление взаимной индукции и самоиндукции.

Взаимная индукция – это явление возникновения ЭДС в замкнутом контуре при изменении тока в соседнем контуре.

M – коэффициент взаимной индукции.

Явление возникновения ЭДС в замкнутом контуре при изменении тока в этом же контуре называется самоиндукцией.

где, L – коэффициент самоиндукции.

Явление взаимной индукции лежит в основе работы трансформатора, устройства, предназначенного для повышения или понижения входящего напряжения.

Трансформатор состоит из двух или нескольких катушек с разным количеством витков. Катушки намотаны на ферромагнитный сердечник.

На первичную катушку подается переменное напряжение. Образованное вокруг нее магнитное поле пронизывает витки вторичной катушки, в которой вследствие взаимной индукции возникает ЭДС, порождающая ток. Количество витков на вторичной катушке пропорционально силе индукционного тока.

k – Коэффициент трансформации.

если, k>1 – трансформатор повышающий

k<1 – трансформатор понижающий

Ферромагнитный сердечник состоит из отдельных пластин, изолированных друг от друга, чтобы избежать вихревых токов.

Вопросы для самоконтроля

1. В чем заключается явление электромагнитной индукции?

2. Записать закон Фарадея.

3. Сформулировать правило Ленца.

4. В чем заключается явление самоиндукции?

5. В чем заключается явление взаимной индукции?

6. Устройство трансформатора.

7. Чему равен коэффициент трансформации?

Список литературы Основная

1. Грабовский Р.И. Курс физики. 6-е изд. – СПБ. : Издательство «Лань», 2002.- 608 с - / Учебники для вузов. Специальная литература. Формирование научных понятий в условиях глобализации образования (монография). Монография. Саратов: Изд-во ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2004. 232 с.

2. Пронин В.П. – краткий курс физики. Саратов. СГАУ. 2007 г., 200с.

Дополнительная

1. Рогачев Н.М. Курс физики. Учебное пособие// С.-Петербург: Издательство «Лань», 2010г.- 448с. 1000 экз.

2. Пронин В.П. Практикум по физике : уч. пособия / В.П. Пронин.- 2-е изд. Пронин В.П. – краткий курс физики. Саратов. СГАУ. 2007 г., 200с.

Лекция 14

ПЕРЕМЕННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

1.1. RLC - цепь

Рассмотрим цепь переменного тока, состоящую из резистора, конденсатора и катушки индуктивности.

Пусть приложено переменное напряжение.

Резистор в цепи переменного тока:

амплитуда колебаний

- круговая частота

время

На резисторе колебания силы тока и напряжения совпадают по фазе:

Сопротивление резистора в цепи переменного тока называется активным.

В других случаях этого не происходит.

Конденсатор в цепи переменного тока:

На конденсаторе и на катушке индуктивности колебаний I и U не совпадают по фазе, поэтому сопротивление конденсатора и катушки называется реактивным.

Емкость в цепи постоянного и переменного тока ведет себя по-разному.

Конденсатор в цепи постоянного тока обладает бесконечно большим сопротивлением. В цепи же переменного тока конденсатор обладает ёмкостным сопротивлением.

Сопротивление конденсатора в цепи переменного тока.

Пусть задано переменное напряжение:

По определению силы тока:

напряжение на конденсаторе

Фазы колебаний силы тока и напряжения на емкости различны и отличаются на .

Напряжение на конденсаторе отстает от силы тока.

сопротивление на конденсаторе

емкостное сопротивление

Катушка индуктивности в цепи переменного тока.

Рассмотрим катушку индуктивности в цепи переменного тока. Получим сопротивление этой катушки.

Пусть по цепи протекает переменный ток:

по определению самоиндукции имеем:

Колебания силы тока и напряжения на катушке индуктивности не совпадают по фазе, а отличаются на , катушка обладает реактивным сопротивлением, но в отличие от конденсатора здесь напряжение опережает силу тока.

- индуктивное сопротивление обозначает:

- сопротивление на катушке индуктивности

Зависимость индуктивного и емкостного сопротивления от частоты тока.

Рассмотрим последовательную цепь переменного тока, содержащую резистор, конденсатор и катушку индуктивности.

равно сумме на отдельных ее участках, а ток один и тот же.

- общее сопротивление в цепи z.

общее сопротивление цепи

обобщенный закон Ома

, при частоте сопротивление минимально, таким образом значения амплитуды колебания силы тока возрастают до максимума.