30)Явление взаимной индукции. Коэффициент взаимной индукции. Трансформаторы.

Взаимоиндукция (взаимная индукция) — возникновение электродвижущей силы (ЭДС) в одном проводнике вследствие изменения силы тока в другом проводнике или вследствие изменения взаимного расположения проводников. Взаимоиндукция — частный случай более общего явления — электромагнитной индукции.

Явление взаимоиндукции характеризуется взаимной индуктивностью (коэффициентом взаимоиндукции, коэффициентом связи). Для изменения величины индуктивной связи между цепями, катушки делают подвижными. Приборы, служащие для изменения взаимоиндукции между цепями, называются вариометрами связи.

Явление взаимоиндукции широко используется для передачи энергии из одной электрической цепи в другую, для преобразования напряжения с помощью трансформатора.

Трансформатор — электрическая машина, состоящая из набора индуктивно связанных обмоток на каком-либо магнитопроводе или без него и предназначенный для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока без изменения частоты систем(системы) переменного тока.

Трансформатор осуществляет преобразование напряжения переменного тока и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения — электроэнергетике, электронике и радиотехнике.

31)Энергия магнитного поля. Плотность энергии магнитного поля.

Энергию магнитного поля можно рассматривать как функцию величин, которые характеризуют это поле в окружающем пространстве.

Приращение плотности энергии магнитного поля равно: где: H — напряжённость магнитного поля, B — магнитная индукция.

При выборе осей координат совпадающими с главными осями тензора магнитной проницаемости формула равна: .

- диагональные компоненты тензора магнитной проницаемости в его собственных осях (остальные компоненты в данных специальных координатах - и только в них! - равны нулю).

Энергию магнитного поля в катушке индуктивности можно найти по формуле: .

где: Ф — магнитный поток, I — ток, L — индуктивность катушки или витка с током.

32)Уравнения Максвелла и их физический смысл.

Уравне́ния Ма́ксвелла — система дифференциальных уравнений, описывающих электромагнитное поле и его связь с электрическими зарядами и токами в вакууме и сплошных средах. Вместе с выражением для силы Лоренца образуют полную систему уравнений классической электродинамики.

Рассмотрим физический смысл каждого из уравнений Максвелла.

Уравнение утверждает, что электрическое поле создается электрическими зарядами. Оно выражает теорему Гаусса – теорему о потоке вектора напряженности электрического поля. Эта теорема является следствием закона Кулона и ее равносильной формулировкой.

Второе уравнение есть математическое выражение теоремы о магнитном потоке, физический смысл которой заключается в том, что в природе отсутствуют магнитные заряды, поэтому магнитное поле является соленоидальным, силовые линии магнитного поля замкнуты.

Третье уравнение выражает закон Фарадея, описывающий явление электромагнитной индукции, то есть возникновение вихревого электрического поля под действием переменного магнитного поля. Так же в этом уравнении содержится утверждение о потенциальности электростатического поля, создаваемого неподвижными зарядами, так как в стационарном поле работа по перемещению заряда по любому контуру равна нулю.

Наконец, четвертое уравнение описывает источники магнитного поля и создаваемые им магнитные поля. В нем содержится два физических закона: Био-Савара, утверждающий, что магнитное поле создается движущимися зарядами (то есть электрическими токами); и закон Максвелла о возникновении магнитного поля под действием переменного электрического поля.

Таким образом, система уравнений Максвелла позволяет рассчитывать любые характеристики электромагнитных полей, при заданных распределениях электрических зарядов и электрических токов.