Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
52
Добавлен:
21.03.2016
Размер:
2.53 Mб
Скачать

5.5.4.Скин-эффект

Вслучае если в однородном проводнике с постоянным поперечным сечением течёт переменный ток, то плотность тока оказывается неодинаковой по сечению: она наибольшая на поверхности и наименьшая на оси проводника. При этом неравномерность тем больше, чем толще проводник и чем выше частота переменного тока, а при очень высоких частотах ток практически существует только в тонком приповерхностном слое проводника. Это явление называется скин-эффект и объясняется возникновением вихревого электрического тока электромагнитной индукции.

© А.В. Бармасов, 1998-2013

51

12+

 

Скин-эффект – вытеснение переменного тока на поверхность проводника: а и в – ток нарастает, б и г

– ток убывает

© А.В. Бармасов, 1998-2013

52

12+

 

Литература

Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. Том II. Электричество и магнетизм. – 4-е изд. – М.: Наука, 1969. – 368 с., §§44,49.

Калашников С.Г. Электричество. – М.: Наука, 1977. – 592 с., §§132,134,136.

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. – 2-е

изд. – М., 1982. – С.291-299.

Нордлинг К., Остерман Д. Справочник по физике для учёного и инженера / Перевод с англ. А.В. Бармасова. – СПб.: БХВ-Петербург, 2011. – С.53-59, 219-272.

Павленко Ю.Г. Начала физики: Учебник. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Издательство « Экзамен», 2005. – 864 с. (Серия « Учебник»). – ISBN 5-472-00463-2, §4.7.3.

Савельев И.В. Курс общей физики: Учеб. пособие: Для втузов. В 5 кн. Книга 2. Электричество и магнетизм. – 4-е изд., перераб. – М.: Наука.

Физматлит, 1998. – 366 с. – ISBN 5-02-015001-0, §8.4.

Трофимова Т.И. Курс физики: Учеб. пособие для вузов. – 6-е изд.,

стер. – М.: Высшая школа, 1999. – 542 с., ил. – ISBN 5-06-003634-0, §138.

© А.В. Бармасов, 1998-2013

53

12+

 

5.5.5. Трансформаторр

Электрическим трансформатором называется электромагнитное устройство, в котором переменный ток одного напряжения преобразуется в переменный ток той же частоты, но другого напряжения.

В 1876 г. трансформация переменных токов была предложена жившим во Франции русским электротехником Павлом Николаевичем Яблочковым для раздельного питания светильников переменным током, а шесть лет спустя её практически осуществил ассистент Московского университета И.Ф. Усагин, который демонстрировал трансформатор в 1882 г. на промышленной выставке в Москве.

© А.В. Бармасов, 1998-2013

54

12+

 

Схема трансформатора

© А.В. Бармасов, 1998-2013

55

12+

 

Первичная и вторичная обмотки

Ε = −n

 

= −ωn Φcos ωt = Ε

 

sin

 

ωt

π

 

 

 

01

 

 

 

 

1 1

 

dt

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Ε

 

= −n

= −ωn Φcos ωt = Ε

 

 

sin

 

ωt

π

2

 

02

 

 

 

2

 

dt

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1

 

Ε1

 

n1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

=

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

2

Ε

2

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

Отношение K называется коэффициентом трансформации.

Если устройство трансформатора таково, что K < 1 (т. е. вторичное напряжение больше первичного), то трансформатор называется повышающим, если K > 1, то –

понижающим.

© А.В. Бармасов, 1998-2013

56

12+

 

Повышающий трансформатор: 1 – первичная обмотка; 2 – вторичная обмотка; 3 – сердечник; 4 – магнитный поток

© А.В. Бармасов, 1998-2013

57

12+

 

Повышающий трансформатор

(Step-up transformer)

© А.В. Бармасов, 1998-2013

58

12+

 

Понижающий трансформатор: 1 – первичная обмотка; 2 – вторичная обмотка; 3 – сердечник; 4 – магнитный поток

© А.В. Бармасов, 1998-2013

59

12+

 

Французский физик и астроном

Жан-Бернар Леон Фукó (Jean Bernard Léon Foucault)

(18.09.1819-1868)

© А.В. Бармасов, 1998-2013

60

12+