Гений ток катушка физика одним словом: Явление самоиндукции – в чем заключается? — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Явление самоиндукции – в чем заключается?

4.4

Средняя оценка: 4.4

Всего получено оценок: 107.

4.4

Средняя оценка: 4.4

Всего получено оценок: 107.

Одним из важных явлений, происходящих в катушке индуктивности при прохождении через нее переменного тока, является самоиндукция. Рассмотрим, в чем заключается явление самоиндукции.

ЭДС самоиндукции

В результате электромагнитной индукции, при изменении магнитного потока через проводящий контур, в нем возникает электродвижующая сила (ЭДС), пропорциональная скорости изменения потока.

Рис. 1. Явление электромагнитной индукции.

При этом для возникновения ЭДС нет разницы, какой источник был у магнитного потока, пронизывающего контур. Этот магнитный поток мог наводиться другой катушкой, постоянным магнитом, или даже обычным проводником с током, вокруг которого также возникает магнитное поле.

А теперь проследим, что происходит, если через катушку будет проходить не постоянный, а переменный ток.

Ток, идущий по катушке, создает магнитное поле, пронизывающее витки. Поскольку ток переменный, а индукция магнитного поля прямо пропорциональна силе порождающего тока, то и магнитный поток, порождаемый этим током, будет переменным. Изменение же магнитного потока приводит к возникновению ЭДС, которая будет также переменной.

Получается интересная ситуация: переменный ток, идущий по катушке, наводит переменное магнитное поле. Это магнитное поле наводит в той же катушке переменную ЭДС, которая, по правилу Ленца направлена так, чтобы препятствовать породившему ее току. Катушка «сопротивляется» изменениям тока. Данное явление называется самоиндукцией.

Рис. 2. Самоиндукция.

Индуктивность

Оценим величину возникающей ЭДС самоиндукции.

Согласно закону электромагнитной индукции:

$$\mathscr{E}_{is}=-{ΔФ\over Δt}$$

Изменение же индукции и наведенного магнитного потока пропорционально изменению тока в катушке (если не меняется ориентация катушки и площадь ее сечения):

$$\Delta B \sim \Delta \Phi \sim \Delta I$$

То есть, изменение потока можно приравнять изменению тока, введя коэффициент пропорциональности $L$, и получить следующее выражение для ЭДС самоиндукции:

$$\mathscr{E}_{is}=-L{\Delta I\over \Delta t}$$

Коэффициент пропорциональности $L$, входящий в эту формулу, является важной характеристикой катушки, и называется индуктивность.

Физический смысл ее в том что это ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1A за 1с.

За единицу индуктивности в СИ принят 1 Генри. (Гн). Такую индуктивность имеет катушка или проводник, в котором при изменении силы тока на 1А возникает ЭДС самоиндукции 1В:

$$Генри = {Вольт × секунда \over Ампер}$$

Самоиндукция и инерция

Явление самоиндукции – это следствие законов сохранения. Самоиндукция подобна инерции в механике. Материальная точка «сопротивляется» прилагаемому воздействию, и сопротивление тем больше, чем больше масса. И для разгона, и для остановки требуется затратить энергию.

Точно так же катушка (и любой проводник) «сопротивляется» изменению тока, и это сопротивление тем сильнее, чем больше индуктивность. И для создания и для прекращения тока требуется затратить энергию.

В случае механики приложенная энергия изменяет кинетическую энергию точки. В случае катушки энергия изменяет энергию магнитного поля.

Рис.

3. Аналогия массы и индуктивности.

Что мы узнали?

Явление самоиндукции состоит в том, что при изменении тока через катушку, в нем возникает ЭДС самоиндукции, сопротивляющаяся изменениям. Данное явление аналогично инерции в механике.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

Пока никого нет. Будьте первым!

Оценка доклада

4.4

Средняя оценка: 4.4

Всего получено оценок: 107.

А какая ваша оценка?

Уникальное оборудование отправлено из Петербурга для строительства самого большого в мире реактора. Новости. Первый канал

Уникальное оборудование отправлено из Петербурга для строительства самого большого в мире реактора. Новости. Первый канал

Новости

Выпуски
Все новости

Хотите получать уведомления от сайта «Первого канала»?

О событии, имеющем колоссальное значение для будущего всей мировой энергетики. Уникальное оборудование сегодня отправили из Петербурга во Францию. Там строят международный термоядерный реактор, самый крупный в мире.

Проект ИТЭР — это эксперимент, который в случае удачи даст человечеству, по сути, неисчерпаемый источник энергии. Ученые называют это «энергией звезд». Чтобы выработать ее на Земле, надо раскалить плазму до 150 миллионов градусов Цельсия, это в 10 раз выше температуры внутри Солнца. А затем плазму надо удерживать внутри реактора. И вот тут требуется сверхмощный магнит.

Именно такой и создали на заводе в Петербурге. Огромная катушка диаметром девять метров и весом в 200 тонн станет одним из ключевых элементов будущей установки. Всего их нужно шесть, остальные изготовят другие страны-участницы проекта. Но к российским технологиям внимание особое.

«Ничто не может остановить ни мысль человеческую, ни инженерную мысль. И то, что сделали на Средне-Невском заводе вместе с предприятием «Росатома» НИИЭФА, является прямым доказательством того, что мы можем, что мы делаем и то, что мы можем удивить мир. 200-тонная катушка является уникальным инновационным решением, которое является ключевым элементом термоядерной установки», — рассказал специальный представитель госкорпорации «Росатом» по международным и научно-техническим проектам Вячеслав Першуков.

ОбществоВ миреНаукаТехнологииАтомная энергетикаФизикаСанкт-Петербург