Запись цифровой информации

Так как в вычислительной технике применяется двоичный код, то на магнитном носителе цифровая информация может быть записана в виде чередующихся участков с различной полярностью намагничивания.

Рисунок 31. Запись цифровой информации на диск

В персональном компьютере для магнитной записи информации используется тонкий пластиковый диск, покрытый слоем ферромагнитного материала.

Запись и считывание производится с помощью головки, перемещающейся над поверхностью диска по его радиусу (рисунок 31). Диск вращается со скоростью более300 об/мин. Запись производится на концентрических дорожках. Продольная плотность записи достигает 275 бит/мм, поперечная плотность записи – до 60 дорожек на 1 мм по радиусу. Кроме дисковой памяти существует большое количество различных видов магнитных запоминающих устройств, нашедших применение в отдельных областях науки и техники.

Контрольные вопросы

1. Расскажите об устройстве микрофона и громкоговорителя.

2. Как происходит запись, считывание и стирание аналоговой информации на магнитной ленте?

3. Что Вы знаете о записи цифровой информации на диск?

Индуктивность. Самоиндукция.

Э

лектрический ток, текущий в замкнутом контуре, создает вокруг себя магнитное поле, индукция которого по закону Био-Савара-Лапласа пропорциональна току. Поэтому сцепленный с контуром магнитный поток Ф пропорционален току в контуре: где – индуктивность контура.

[] =1 Гн (Генри) = 1

Индуктивность длинного соленоида:

где – число витков соленоида;

- длина соленоида;

– площадь сечения соленоида; - магнитная проницаемость сердечника, - потокосцепление, Ф – магнитный поток

Рисунок 32. Явление самоиндукции при замыкании ключа К

Возникновение ЭДС индукции в цепи, которое вызвано изменением магнитного поля от тока, текущего в этой же цепи, называется явлением самоиндукции, а появляющуюся ЭДС называют ЭДС самоиндукции.

При замыкании ключа К в цепи появляется электрический ток (рисунок 32). Нарастание электрического тока вызывает появление ЭДС самоиндукции, которая по закону Ленца препятствует нарастанию тока. В результате ток в цепи будет увеличиваться медленно и со временем достигнет установившейся величины . Поэтому яркость лампочки будет нарастать медленно.

По закону Фарадея ЭДС самоиндукции:

Е

сли контур не деформируется, а магнитная проницаемость

среды не изменяется, то L = const, тогда:

ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна скорости изменения силы тока. Знак (-) показывает, что наличие индуктивности в контуре приводит к замедлению изменения тока.

Если ток возрастает, то  0 и  0, т.е. ЭДС самоиндукции замедляет рост тока, а если  0 (ток убывает), то  0, т.е. поддерживает ток (не дает ему резко уменьшиться).

Таким образом, индуктивность создает электрическую инертность контура, в результате чего любое изменение тока тормозится тем сильнее, чем больше индуктивность контура и чем больше скорость изменения тока.

Токи при размыкании и замыкании цепи

Пусть ключ SA замкнут и в цепи (рисунок 33) течет ток .

Рисунок 33. Цепь, содержащая

индуктивность

При размыкании ключа SA ток в катушке начнет уменьшаться, и появится ЭДС самоиндукции .

По закону Ома . Отсюда : .

И

.

нтегрируя это выражение по (от ₀ до ) и по (от 0 до ), получим: или:

Здесь - постоянная, называемая временем релаксации, т.е. временем за которое сила тока уменьшится в "е" раз.

Чем больше , тем больше  и тем медленнее убывает ток по экспоненциальному закону (рисунок 34).

П

ри замыкании цепи по закону Кирхгофа для контура:

Рисунок 34. Сила тока при размыкании цепи

;

Обозначим: , тогда . Интегрируя это выражение по (от до ) и

п

Рисунок 35. Сила тока при замыкании цепи

о (от 0 до ), получим:

Ток нарастает по экспоненциальному закону (рисунок 35). При = 0 = 0.

Взаимная индукция

Рассмотрим два неподвижных контура (1 и 2), расположенных близко друг от друга с токами и соответственно (рисунок 36). Часть потока от тока , которая пронизывает контур 2:

; – коэффициент пропорциональности.

Е

Рисунок 36. Взаимная индукция

сли ток меняется, то в контуре 2 индуцируется ЭДС: .

Аналогично при протекании в контуре 2 тока - часть потока от тока , пронизывающего контур 1 и .

Явление возникновения ЭДС в одном контуре при изменении силы тока в другом контуре называется взаимной индукцией.

и - называются коэффициентами взаимной индуктивности контуров. Расчеты показывают, что =. и зависят от геометрической формы, размеров, взаимного расположения контуров и от магнитной проницаемости окружающей среды.

Взаимная индуктивность двух катушек, намотанных на общий тороидальный сердечник:

= =

, где – число витков

первичной обмотки; – число витков вторичной обмотки;

– длина сердечника по средней линии;

– площадь поперечного сечения сердечника.