ОМИКРОН ОМИКРОН ОМИКРОН
Система Orphus

76. Взаимоиндукция

В 70 было указано, что взаимоиндукцией называется влияние изменяющегося магнитного поля одного проводника на другой проводник, в результате чего во втором проводнике возникает индуктированная э. д. с. Пусть мы имеем два проводника / и // (фиг. 123) или две катушки, или два контура. Ток в первом проводнике i1 создается источником напряжения (на чертеже не показанном).

Ток i1 образует магнитный поток Ф1 одна часть которого Ф12 пересекает второй проводник, а другая часть Ф11 замыкается помимо второго проводника:

Если вместо проводников мы возьмем две катушки с числом витков W1 и w2, то потокосцепление второго контура будет:

Так как поток Ф12 пропорционален току i1, то зависимость между потокосцеллением и током i1 будет:

где M12 — коэффициент пропорциональности, называемый взаимной индуктивностью двух катушек (или контуров). Размерность взаимной индуктивности определяется так:

Таким образом, взаимная индуктивность М измеряется в тех же единицах, что и индуктивность L.

Взаимная индуктивность зависит от числа витков катушек, их размера, взаимного расположения катушек и магнитной проницаемости среды, в которой находятся катушки.

Если пропустить ток i2 по второму проводнику, то по аналогии можно написать:

Пользуясь законом Ома для магнитной цепи, можно доказать, что

где Ям— магнитное сопротивление замкнутого контура, по которому проходят магнитные потоки Ф 12 и Ф21. В выражения

Таким образом, M12=M21 = M.

Следовательно, взаимная индуктивность двух индуктивно или магнитно связанных цепей не зависит от того, какой цепью будет создаваться магнитный поток.

При изменении тока i1 магнитные потоки Ф 12 и Ф21 будут изменяться и во втором контуре; возникнет индуктированная э. д. с, величина которой будет равна:

Эти э. д. с называются э. д. с. взаимной индукции. Если первый контур обладает сопротивлением r1 и индуктивностью L1, то напряжение U1, приложенное к этому контуру, должно уравновесить э. д. с. самоиндукции и взаимоиндукции, а также падение напряжения в сопротивлении r1 контура:

Между индуктивностями L1 и L2 контуров и взаимной индуктивностью М существует следующая зависимость:

Однако эта формула верна, когда весь поток, создаваемый первым контуром, сцепляется с витками второго контура. На практике М меньше т. е.

Величина k меньше единицы и называется коэффициентом связи катушек. Этот коэффициент равнялся бы единице в том случае, если бы Ф12 = Ф1 и Ф212.

Электромагнитная связь между двумя контурами может быть изменена, если сближать контуры или удалять их один от другого, а также если менять взаимное расположение контуров.

В технике применяют приборы, работающие по принципу взаимной индукции и служащие для изменения индуктивности цепи. Такие приборы называются вариометрами. Они состоят из двух последовательно соединенных катушек, одна из которых может вращаться внутри другой.

Пусть обе катушки расположены так, чтобы оси их были параллельны одна другой и магнитные поля катушек направлены одинаково (согласное включение). В этом случае:

Если повернуть внутреннюю катушку на 180°, то в этом случае магнитные потоки будут направлены навстречу один другому (встречное включение).

В этом случае:

Вращая внутреннюю катушку между первым и вторым положениями, мы можем менять индуктивность системы в пределах от L' до L".

По принципу взаимной индукции работают трансформаторы, нашедшие весьма широкое применение в технике.

Бывает, что взаимная индукция нежелательна: две линии связи (телефон) оказывают взаимное влияние, мешая работе одна другой. Линии сильного тока, расположенные параллельно и вблизи линии связи, индуктируют в последней токи, вызывающие шум и треск, мешающие телефонным переговорам.

3 Апрель, 2009              15477              ]]>Печать]]>
0 / 0 ( Нет оценки )

Добавить комментарий

Ваше имя

Текст

Контрольный вопрос

Dвa pлюs тpi ? (цифрой)

Вверх страницы