
Явище взаємоіндукції. Ерс взаємоіндукції. Коефіцієнт індуктивного зв’язку.
Якщо дві або декілька котушок розмістити так, що магнітний потік однієї з них пронизуватиме витки інших, то такі котушки називаються магнітоповязаними. Якщо по одній з магнітоповязаних котушок пропустити струм, то він створить в ній магнітний потік, частина якого пронизує витки другої котушки, створюючи потокозчеплення, пропорційне цьому струмові. Аналогічні процеси відбуваються і в другій котушці. Тоді для двох магнітоповязаних котушок відношення
є
величина постійна, позначається літерою
М і називається взаємною
індуктивністю котушок.
де
- загальна довжина магнітопровода; S
– площа поперечного перерізу
магнітопровода.Таким чином, взаємна
індуктивність
двох магнітних котушок пропорційна
добутку числа витків цих котушок і
залежить від габаритів та матеріалу
магнітопровода, на якому розміщені ці
котушки.При
відсутності розсіяння взаємна
індуктивність дорівнює:
де
К – коефіцієнт зв’язку двох магнітних
котушок.
Коефіцієнт зв’язку показує, яка
частина створеного котушками магнітного
потоку пронизує одночасно обидві
магнітоповязані
котушки.Явище наведення ЕРС взаємоіндукції
в одній з магнітоповязаних
котушок, викликане зміною струму в
другій котушці, називається явищем
взаємоіндукції.ЕРС взаємоіндукції
в одній з магнітоповязаних
котушок пропорційна швидкості зміни
струму в другій котушці з знаком
“мінус”:
Взаємна
індуктивність М як параметр взаємоповязаних
провідників, контурів та котушок
характеризує явище взаємоіндукції з
точки зору наведення ЕРС взаємоіндукції
в одному елементі, викликане зміною
струму в другому елементі, магнітоповязаному
з ним. ЕРС
індукована в котушці. Потокозчеплення.Алгебраїчна
сума потоків, зчеплених з окремими
витками кола, називається потокозчепленням.
Потокозчеплення визначається
формулою:
Тоді
сумарна ЕРС рівна:
Якщо
кожен із витків котушки зчеплений із
однаковим магнітним потоком (Ф1=Ф2=...=Ф),
що, наприклад, має місце у котушок з
феромагнітними магніто проводами, то
ЕРС котушки у
раз більша ЕРС одного витка:
і
потокозчеплення дорівнює добутку числа
витків і зчепленого з витком магнітного
потоку:
Поняття
про змінний струм.
Змінним
електричним струмом
називають струм, що періодично змінюється
за величиною та напрямом.Говорячи
про змінний струм, зазвичай мають на
увазі синусоїдальний змінний струм,
тобто струм, який змінюється по
синусоїдальному закону. При синусоїдальному
струмові ЕРС електромагнітної індукції,
самоіндукції та взаємоіндукції змінюються
по синусоїдальному закону.
Параметри
змінного струму. Змінні
синусоїдальні величини характеризуються
наступними параметрами: амплітуда,
період, частота, кутова частота, миттєве
значення та фаза.Амплітуда
– це максимальне значення періодично
змінної величини.
Позначається амплітуди Еm,
Um,
Im.Період
– це час, на протязі якого змінна величина
робить повний цикл своїх змін, після
чого зміни повторюються в тій же
послідовності. Позначається
період літерою Т і вимірюється в секундах
(с).Частота
– число періодів за одиницю часу, тобто
величина, обернена періоду.
Позначається частота літерою f
і вимірюється в герцах (Гц):
Кутова
частота
(кутова швидкість) характеризується
кутом повороту рамки за одиницю часу.
Позначається кутова частота літерою
:
Миттєве
значення
– це значення змінної величини в
будь-який конкретний момент часу.
Миттєве значення позначається маленькими
літерами:
Діючі значення синусоїдального струму. Середнє значення змінного струму дорівнює величині такого постійного струму, при якому через поперечний переріз провідника проходить така ж кількість електрики Q, що й при змінному струмові. Середнє значення змінних величин позначається великими літерами з індексом “с”: Іс, Ес, Uс.
Середні
значення напруги, ЕРС та струсу, що
синусоїдально змінюються визначаються
формулами:
Діюче
(або ефективне) значення змінного струму
– це значення змінного струму, еквівалентне
постійному струму за тепловою дією.
Діюче значення позначається великими
літерами без індексів: І, Е, U.
Діюче
значення змінного струму
дорівнює величині такого постійного
струму, яке за час, що дорівнює одному
періоду змінного струму, виділить в
тому ж опорі таку ж кількість тепла, що
й змінний струм. Діюче значення
синусоїдального струму в
рази
менший його амплітудного значення.