Site Loader

Содержание

Тесты по теме «Электромагнитная индукция»

Электромагнитная индукция

ВАРИАНТ 1

1.Какое из приведенных ниже выражений характери­зует понятие электромагнитная индукция!

А. Физическая величина, характеризующая дейст­вие магнитного поля на заряд.

Б. Физическая величина, характеризующая дейст­вие магнитного поля на движущийся заряд.

В. Явление возникновения ЭДС в проводнике под действием магнитного поля.

Г. Явление возникновения ЭДС индукции в про­воднике под действием переменного магнитного поля.

Д. Явление, характеризующее действие магнитно­го поля на движущийся заряд.

2.Какая единица служит для измерения индуктивно­сти?

А. Тл. Г. В/м

Б. Ф. Д. Гн.

В. В6. Е. В.

3.Какое математическое выражение служит для опре­деления магнитного потока, пронизывающего контур?

А.LI Г.-L/

Б. — /Д. sin

В. — Е. ВS соs.

4.Какую закономерность используют, чтобы найти на­правление индукционного тока?

А. Правило буравчика (правого охвата).

Б. Правило Ленца.

В. Закон электромагнитной индукции.

Г. Правило левой руки.

5.Укажите, в каком случае наблюдается явление элек­тромагнитной индукции (рис.1):

Рис.1

А. При замкнутом ключе.

Б. Непосредственно перед размыканием ключа.

В. В момент размыкания ключа.

Г. При разомкнутом ключе.

6.При движении маг­нита (рис. 2) стрелка галь­ванометра отклоняется. Что и как изменится, если ско­рость магнита уменьшится?

Рис. 2

А. Угол отклонения уменьшится.

Б. Угол отклонения увеличится.

В. Изменится направление отклонения стрелки.

Г. Угол отклонения останется тем же.

7.Как изменится проме­жуток времени между мо­ментами загорания лампочек Л, и Л2 при замыкании клю­ча К (рис. 3), если увели­чить число витков катушки?

Рис.3

А. Увеличится.

Б. Уменьшится.

В. Не изменится.

Г. Лампа Л2 вообще не загорится.

8.Чему равна ЭДС индукции, возникающая в провод­нике за 2 с равномерного изменения магнитного потока от 0,2 до 0,6 Вб?

А. 0,05 В.

Б. 0,2 В.

В. 0,25 В.

Г. 0,8 В.

Д. 1 В.

9.Найдите окончание утверждения, которое наиболее полно отражает сущность явления электромагнитной индук­ции: «В замкнутом контуре появляется электрический ток…»:

А. если магнитный поток через него не равен нулю.

Б. при увеличении магнитного потока через него.

В. при изменении магнитного потока через него.

Г.при уменьшении магнитного потока через него.

10.Найдите правиль­ное окончание утвержде­ния «Если проволочная рамка находится в маг­нитном поле (рис. 4), индукция которого рав­номерно убывает во вре­мени, то индукционный ток в рамке будет…»:

Рис.4

А. равен нулю.

Б. постоянным.

В. убывать.

Г. возрастать.

11. Может ли возникать ЭДС индукции при поступа­тельном движении рамки в однородном магнитном поле (рис. 5)? Если может, укажите, в каком из трех указан­ных направлений должна для этого двигаться рамка:

Рис. 5

А. .Да; в направлении /.

Б. Да; в направлении 2.

В. Да; в направлении 3.

Г. Да; во всех направлениях.

Д. Да; в направлениях / и 2.

Е. Да; в направлениях / и 3.

Ж. Нет.

12. Где на рис. 6 правильно показано направление ин­дукционного тока, возникающего в замкнутом контуре при приближении северного полюса магнита?

А. 1.

Б. 2.

Г. 4.

В. 3.

13. На рис. 8 изображены графики зависимости маг­нитного потока, пронизывающего контур, от времени. Укажите случай, когда ЭДС индукции постоянна:

Рис.8

А. 1. В. 3.

Б. 2. Г 4.

14. Магнитный поток через катушку, содержащую 30 витков, изменяется за 2 мс от 5 до 15 мВб. При этом в катушке появляется индукционный ток 2 А. Каково со­противление катушки?

А. 75 Ом. В. 120 Ом.

Б. 440 Ом. Г 60 Ом.

Электромагнитная индукция

ВАРИАНТ 2

1. Какое из приведенных ниже выражений характери­зует понятие магнитная индукция!

А. Физическая величина, характеризующая дейст­вие магнитного поля на заряд.

Б. Физическая величина, характеризующая дейст­вие магнитного поля на движущийся заряд.

В. Явление возникновения ЭДС в проводнике под действием магнитного поля.

Г. Явление возникновения ЭДС индукции в про­воднике под действием переменного магнитного поля.

Д. Явление, характеризующее действие магнитно­го поля на движущийся заряд.

2. Какая единица служит для измерения ЭДС индук­ции?

А. Тл. Г. В/м.

Б. Ф. Д. Гн.

В. В6. Е. В.

3.Какое математическое выражение служит для опре­деления ЭДС самоиндукции?

А.LI Г.-L/

Б. — /Д. sin

В. — Е. ВS соs.

4.Какую закономерность используют, чтобы найти направление линий индукции магнитного поля прямого проводника с током?

А. Правило буравчика (правого охвата). В. Закон электромагнитной индукции.

Б. Правило Ленца. Г. Правило левой руки.

5.Укажите, в каком случае наблюдается яв­ление электромагнитной индукции (рис. 1):

Рис. 1

А. При минимальном сопротивлении реостата. В. При максимальном сопротивлении реостата.

Б. При изменении сопротивления реостата. Г. При постоянном значении сопротивления рео­стата.

6.При движении магнита (рис. 2) стрелка гальвано­метра отклоняется. Что и как изменится, если направле­ние движения магнита изменить на противоположное?

Рис.2

А. Угол отклонения уменьшится.

Б. Угол отклонения увеличится.

В. Изменится направление отклонения стрелки.

Г. Угол отклонения стрелки не изменится.

7. Как изменится промежуток времени между момен­тами загорания лампочек

Ли Л2 при замыкании ключа K (рис. 3), если вытащить из катушки стальной сердечник?

Рис.3

А. Увеличится. В. Не изменится.

Б. Уменьшится. Г. Лампа Л2 вообще не загорится.

8. Чему равна энергия магнитного поля катушки ин­дуктивностью 0,1 Гн при токе 6 А ?

А. 0,3 Дж. Г. 0,9 Дж.

Б. 0,6 Дж. Д. 1,5 Дж.

В. 0,8 Дж.

9.Найдите окончание утверждения, которое наиболее полно отражает сущность явления электромагнитной ин­дукции: « В замкнутом контуре появляется электричес­кий ток, если…»:

А. контур находится в постоянном магнитном поле.

Б. контур движется поступательно в постоянном магнитном поле.

В. контур вращается в постоянном магнитном поле.

Г. контур движется в постоянном магнитном поле так, что магнитный поток через него изменяется.

10. Найдите правильное окончание утверждения: «Если проволочная рамка находится и магнитном поле, магнит­ная индукция которого периодически изменяется во вре­мени (рис.4), то индукционный ток в рамке будет…»:

Рис.4

А. равен нулю.

Б. постоянным.

В. периодически изменяться по величине.

11. Может ли возникать ЭДС ин­дукции при посту­пательном движении рамки в магнит­ном поле, убываю­щем в направле­нии 1 (рис. 5)?

Рис.5.

Если может, укажите, в каком из трех указанных направлений должна для этого двигаться рамка:

А. Да; в направлении 1.

Б. Да; в направлении 2.

В. Да; в направлении 3.

Г. Да; во всех направлениях.

Д. Да; в направлениях 1 и 2.

Е. Да; в направлениях 1 и 3.

Ж. Нет.

12.Где на рис. 6 правильно показано направление индукционного тока, возникающего в замкнутом контуре при приближении южного полюса магнита?

Рис.6

А. 1. В. 3.

Б. 2. Г. 4.

13. На рис. 7 изображены графики зависимости магнитного потока, пронизывающего контур, от времени. Укажите случай, когда ЭДС индукции возрастает:

А. 1. В. 3.

Б. 2. Г. 4.

14. Найдите изменение за 3 мс магнитного потока через контур сопротивления 120 Ом, содержащий 80 витков, если индукционный ток равен 4 А:

А. 1440 мВ6. В. 90 мВб.

Б. 18мВ6. Г. 1,1 мВб.

Электромагнитная индукция

ВАРИАНТ 3

1.Какое из приведенных ниже выражений характеризует понятие индуктивность!

А. Физическая величина, характеризующая действие магнитного поля на заряд.

Б. Физическая величина, характеризующая способность проводника препятствовать прохождению тока.

В. Физическая величина, характеризующая способность проводника препятствовать изменению тока.

Г. Явление, характеризующее действие магнитного поля на движущийся заряд.

Д. Физическая величина, характеризующая действие магнитного поля на движущийся заряд.

2.Какая единица служит для измерения магнитного потока?

А. Тл. Г. В/м.

Б. Ф. Д. Гн.

В. Вб. Е. В.

3.Какое математическое выражение служит для определения магнитного потока катушки с током?

А.LI Г.-L/

Б. — /Д. sin

В. — Е. ВS соs.

4.Какую закономерность используют, чтобы найти направление линий индукции магнитного поля замкнутого контура с током?

А. Правило буравчика (правого охвата) В. Закон электромагнитной индукции

Б. Правило Ленца. Г. Правило левой руки.

5. Укажите, в каком случае наблюдается явление электромагнитной индукции (рис. 1):

А. При неподвижных катушках.

Б. При движении катушек по сердечнику с одинаковой скоростью в одном направлении.

В. При движении катушек по сердечнику с одинаковой скоростью навстречу друг другу.

6.При движении магнита (рис. 2) стрелка гальванометра отклоняется. Что и как изменится, если магнит заменить более сильным?

Рис.2

А. Угол отклонения уменьшится.

Б. Угол отклонения увеличится.

В. Изменится направление отклонения стрелки.

Г. Угол отклонения не изменится.

7.Как изменится промежуток времени между моментами загорания лампочек Ли Л2 при замыкании ключа К (рис. 3), если заменить стальной сердечник катушки на алюминиевый?

Рис.3

А. Увеличится.

Б. Уменьшится.

В. Не изменится.

Г. Лампа Л2 вообще не загорится.

8.Чему равна ЭДС самоиндукции, возникающая в катушке индуктивностью 0,2 Гн при равномерном изменении тока от 5 А до 1 А за 2 с?

А. 0,1 В. Г. 2 В

Б. 0,4 В Д. 2,5 В. В. 0,5 В.

9.Найдите окончание утверждения, которое наиболее полно отражает сущность явления электромагнитной индукции: « В замкнутом контуре, который пронизывают линии магнитной индукции, появляется электрический ток, если…»:

А. контур пронизывают линии магнитной индукции.

Б. число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, уменьшается.

В. число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, увеличивается.

Г. число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, изменяется.

10.Найдите правильное окончание утверждения «Если проволочная рамка находится в магнитном поле, индукция которого неизменна во времени (рис. 4), то индукционный ток в рамке будет…»:

Рис.4

А. равен нулю. В. убывать.

Б. постоянным. Г. возрастать.

11. Может ли возникать ЭДС индукции при поступательном движении рамки в магнитном поле, возрастающем в направлении 2 (рис. 5)?

Рис. 5

Если может, то укажите, в каком из указанных трех направлений должна для этого двигаться рамка:

А. Да; в направлении 1 . Г. Да; во всех направлениях. Ж. Нет.

Б. Да; в направлении 2. . Д. Да; в направлениях / и 2.

В. Да; в направлении 3 Е. Да; в направлениях / и 3.

12. Где на рис. 6 правильно показано направление индукционного тока, возникающего в замкнутом контуре при удалении северного полюса магнита?

Рис.6

А. 1. В. 3.

Б. 2. Г 4.

13.На рис. 7 изображены графики зависимости магнитного потока, пронизывающего контур, от времени. Укажите случай, когда ЭДС индукции равна нулю:

Рис.7

А. 1. В. 3.

Б. 2. Г. 4.

14. За какое время магнитный поток через катушку изменился на 10 мВб, если в результате этого изменения в катушке сопротивлением 250 Ом, содержащей 125 витков, возник индукционный ток 1 А?

А. 5 мс В. 0,04 мс.

Б. 50 мс Г. 0,2 мс.

Электромагнитная индукция

ВАРИАНТ 4

1.Какое из приведенных ниже выражений характеризует понятие магнитное поле!

А. Физическая величина, характеризующая действие магнитного поля на движущийся заряд?

Б. Физическая величина, характеризующая способность проводника препятствовать изменению тока.

В. Явление возникновения ЭДС в проводнике под действием переменного магнитного поля.

Г. Вид материи, главное свойство которого — действие на заряд.

Д. Вид материи, главное свойство которого — действие только на движущийся заряд.

2.Какая единица служит для измерения индукции магнитного поля?

А. Тл. Г. В/м.

Б. Ф. Д. Гн.

В. В6. Е. В.

3.Какое математическое выражение служит для определения ЭДС индукции в замкнутом контуре?

А.LI Г.-L/

Б. — /Д. sin

В. — Е. ВS соs.

4.Какую закономерность используют, чтобы найти направление тока в контуре, если известно направление его магнитного поля?

А. Правило буравчика (правого охвата). В. Закон электромагнитной индукции.

Б. Правило Ленца. Г. Правило левой руки.

5. Укажите, в каком случае наблюдается явление электромагнитной индукции (рис. 1):

Рис.1

А. При наличии тока в левой катушке.

Б. При отсутствии тока в левой катушке.

В. При изменении тока в левой катушке.

6.При движении магнита (рис.2) стрелка гальванометра отклоняется. Что и как измениться, если изменить полярность магнита?

Рис.2

А. Угол отклонения уменьшиться. В. Изменится направление отклонения стрелки.

Б. Угол отклонения увеличится. Г. Угол отклонения не изменится.

7.Как изменится промежуток времени между моментами загорания лампочек Л и Л2при замыкании ключа К (рис. 3), если увеличить сопротивление резистора?

Рис.3

А. Увеличится.

Б. Уменьшится.

В. Не изменится.

Г. Лампа Л2 вообще не загорится.

8.Рамка площадью 2 · 10 м находится в однородном магнитном иоле индукцией 0,2 Тл перпендикулярно силовым линиям поля. Какая ЭДС индукции возникает, если за 0,1 с рамку повернуть на угол 41° так, чтобы магнитный поток в ней изменялся равномерно?

А. 0,01 В. Г. 0,04 В.

Б. 0,02 В. Д. 0,05 В.

В. 0,03 В.

9.Найдите окончание утверждения, которое наиболее полно отражает сущность явления электромагнитной индукции: «В замкнутом контуре появляется электрический ток, если…»:

А. контур пронизывают линии магнитной индукции.

Б. число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, уменьшается.

В. число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, увеличивается.

Г. число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, изменяется.

10.Найдите правильное окончание утверждения «Если проволочная рамка находится в магнитном поле, магнитная индукция которого равномерно возрастает во времени (рис. 4), то индукционный ток в рамке будет…»:

Рис.4

А. равен нулю. В. убывать.

Б. постоянным. Г. возрастать.

11. Может ли возникать ЭДС индукции при поступательном движении рамки в магнитном поле, убывающем в направлении 3 (рис 5)?

Рис. 5

Если может, то укажите, в каком из трех указанных направлений должна для этого двигаться рамка:

А. Да; в направлении1. Г. Да; во всех направлениях.

Б. Да; в направлении 2. Д. Да; в направлениях 1 и 2.

В. Да, в направлении 3. Е. Да; в направлениях 1 и 3.

Ж. Нет.

12.Где на рис. 6 правильно показано направление индукционного тока, возникающего в замкнутом контуре при удалении южного полюса магнита?

Рис.6.

А. /. В. 3.

Б. 2. Г. 4.

13.На рис. 7 изображены графики зависимости магнитного потока, пронизывающего контур, от времени. Укажите случай, когда ЭДС индукции убывает:

Рис.7

А. 1. В. 3.

Б. 2. Г. 4.

14. Магнитный поток через катушку сопротивлением 100 Ом, содержащую 100 витков, за 5 мс изменился с 10 до 25 мВб. Каково значение индукционного тока?

А. 0,03 А. В. 5 А.

Б. 0,05 А. Г. 3 А.

.

.

ИНДУКТИВНОСТЬ — это… Что такое ИНДУКТИВНОСТЬ?

в электродинамике (коэффициент самоиндукции) (от лат. inductio — наведение, побуждение) — параметр электрич. цепи, определяющий величину эдс самоиндукции, наводимой в цепи при изменении протекающего по ней тока и (или) при её деформации. Термин «И.» употребляется также для обозначения элемента цени (двухполюсника), определяющего её индуктивные свойства (синоним — катушка самоиндукции).И. является количеств. характеристикой эффекта самоиндукции, открытого независимо Дж. Генри (J. Henry) в 1832 и М. Фарадеем (М. Faraday) в 1835. При изменении тока в цепи и (или) при её деформации происходит изменение магн. поля, к-рое, в соответствии с законом индукции, приводит к возникновениювихревого электрич. поля E(r, t )с отличной от нуля циркуляцией

по замкнутым контурам li;пронизываемым магн. потоком Ф i. Внутри проводника вихревое поле Е взаимодействует с порождающим его током и оказывает противодействие изменению магн. потока (Ленца правило). Циркуляция Ei и магн. поток Ф i существенно зависят от выбора контура li внутри проводника конечной толщины. Однако при медленных движениях и квазистацнонарных процессах, когда полный ток

(j — плотностьтока) одинаков для всех нормальных сечений провода S пр, допустим переход к усреднённым характеристикам: эдс самоиндукции E си=<Ei> )и сцепленному с проводящим контуром магн.) циркуляция вектора E вдоль этой линии тока, jn — нормальная к Snp составляющая j. В более сложных ситуациях, когда линии тока замыкаются после неск. обходов по контуру или вообще не являются замкнутыми кривыми, процедура усреднения требует уточнений, однако во всех случаях она должнаудовлетворять энергетич. соотношению: =E сиI ( Р— суммарная мощность взаимодействия поля с током).Усреднённый магн. поток в случае квазистацнонарных процессов пропорц. току:

Ф=L.I (в СИ), Ф=1/c(LI)(в системе СГС). (1)

Коэф. L и Lназ. И. Величина L измеряется в генри, L в см.

E си=-d/dt(LI) (в СИ), E=-(1/с 2)(d/dt)(LI)(2) (в системе СГС).

Производная по времени от И. определяет ту часть E си, к-рая связана с деформацией проводящего контура; в случае недеформируемых цепей и квазистационарных процессов И. может быть вынесена из-под знака дифференцирования. энергия, запасённая в создаваемом им магн. поле, записывается в форме, аналогичной выражению для кинетич. энергии.

Wm=1/2LI2 (в СИ), Wm=1/2c2LI2 (в системе СГС). (3)

Соотношение (3) позволяет различать И. внутреннюю Li, определяющую энергию магн. поля, сосредоточенного в проводниках, и внешнюю Le, связанную с внеш. магн. полем (L=Li+Le, L=Li+Le). В важном частном случае токовой цепи, выполненной из проводов, толщина к-рых мала по сравнению с радиусамиих изгибов или расстояниями между соседними проводами, можно считать, что структура токов и ближнего магн. поля такая же, как и для прямого провода того же сечения (подобные проводники наз. квазилинейными). В приближении заданной структуры токов, не зависящей от способа их возбуждения, И. определяется только геометрией проводящей цепи (толщиной и длиной проводов и их формой). Для квазилинейного провода кругового сечения Li=(m0/8p)mil (l — длина провода, mi — магн. проницаемость проводника), а внешняя И. может быть представлена как индуктивность взаимная двух параллельных бесконечно тонких проводящих нитей, одна из к-рых (l1) совпадает с осевой линией проводника, а другая (l2) совмещена с его поверхностью:

где r1, r2 — радиус-векторы точек на контурах ll,l2,m е магн. проницаемость окружающей среды [для аналогия, соотношений в системе СГС L «(m0/4p)L]. Из (4) видно, что Le логарифмически расходится при стремлении радиуса провода к нулю, поэтому идеализацией бесконечно тонкого провода нельзя пользоваться при описании явлений самоиндукции. Приближённые вычисления интеграла в (4) с учётом внутренней И. дают:

где l и а — длина и радиус провода. Это выражение обладает логарифмич. точностью — его относит. погрешность порядка величины l/ln(l/a). Примеры типичных электрич. цепей и выражения для их И. приведены на рис. 1 и 2.

Рис. 1. Круговой виток. Индуктивность витка (проводящего тора): L=m0R(ln(8R/r)-2+1/4mi), Гн, r<<R.

Особое значение в электротехнике и радиотехнике имеют проволочные катушки с достаточно плотной намоткой — соленоиды (рис. 3), применяемые для увеличения И. Поскольку И. цепей, в к-рые включены соленоиды, ими в основном и определяются, принято говорить об И. соленоида. Под величиной И. идеальногосоленоида понимают И. эфф. проводящей поверхности (совпадающей с его каркасом), по к-рой протекают азимутальные поверхностные токи с плотностью j пов=Ik (I — ток в соленоиде, k — число витков на единице длины).

Понятие И. допускает обобщение на быстропеременные гармонич. ехр(iwt)-процессы, при описании к-рых нельзя пренебрегать запаздыванием эл.-магп. взаимодействий, скин-эффектом в проводниках, дисперсией среды. Комплексные амплитуды тока Iw и эдс самоиндукции Ew связаны соотношением:

И. L(w) зависит от частоты (как правило, уменьшается с её ростом). Эфф. сопротивление RL(w) определяет часть энергетич. потерь, в т. ч. потери на излучение, и связано с L(w) Крамерса — Кронига соотношением:

где интеграл берётся в смысле гл. значения. На низких частотах сопротивлением RL(w) можно пренебречь, тогда Ew и Iw сдвинуты по фазе на p/2. Соотношение (3) для высокочастотных процессов преобразуется к виду:

где Wmw усреднённая по периоду колебаний энергия ближних (квазистационарных) магн. полей (полная магн. энергия поля не определена из-за линейно растущей во времени энергии поля излучения).Если в цепи действует гармонич. сторонняя эдс , то во втором законе Кирхгофа величина Ew может быть перенесена (со сменой знака) в правую часть равенства:

где С ёмкость, включённая в цепь. Соотношение (9) позволяет трактовать величину ZL=iwLкак индуктивную часть импеданса цепи (при атом ZC=-i/w С —ёмкостная, a ZR=R— активная части полного импеданса Z=ZL+ZC+ZR). Принято считать, что импеданс двухполюсника имеет индуктивный характер, если его мнимая часть больше нуля [если рассматриваются ехр (-iwt)-процессы, то меньше нуля]. В технике довольно часто И. наз. любой двухполюсник, импеданс к-рого имеет индуктивный характер п в опредсл. диапазоне частот линейно зависит от w. Если индуктивные элементы выполнены в виде катушек самоиндукции, то считать их двухполюсниками можно, вообще говоря, только в том случае, когда взаимодействие через магн. поля между ними и с др. элементами цепи пренебрежимо мало. Тогда их импедансы можно складывать в соответствии с правилами Кирхгофа: при последовательном соединении , а при параллельном При описании сильноточных цепей часто требуется обобщение понятия И. на случай нелинейных систем. Если неподвижный проводящий контур помещён всреду, в к-рой вектор магн. индукции В и напряжённость магн. поля Н связаны нелинейным локальным соотношением: B(r, t)=B[H(r, t)], то сцепленный с контуром магн. поток можно считать однозначной ф-цией тока Ф=Ф(I). В соответствии с законом индукции Фарадея, эдс самоиндукции в контуре равна:

Величина L Д(I)=d Ф /dIназ. дифференциальной (или иногда динамической) И. Выражение для запасённой энергии пост. тока приобретает вид:

B линейном приближении (при I «0) L Д «L и выражения (10), (11) переходят в (2) и (3) соответственно. Лит.: Тамм И. Е., Основы теории электричества9 изд., М., 1976; Калантаров П. Л., Цейтлин Л. А. Расчет индуктивностей, 3 изд., Л., 1986; Ландау Л. Д. Лифшиц Е. М., Электродинамика сплошных сред, 2 изд. М., 1982. М. А. Миллер, Г. В. Пермитин

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.

Единица измерения индуктивности в международной системе единиц

Определение 1

Индуктивностью называется отношение магнитного потока, проходящего через ограниченную неким токонесущим контуром поверхность, к силе протекающего через этот контур и вызывающего этот магнитный поток электрического тока. Способность электрического и магнитного полей взаимопорождать друг друга, называется электромагнитной индукцией.

Для обозначения индуктивности в физических формулах используется символ $L$:

$L = \frac{Ф}{I}$,

где $Ф$ — магнитный поток, $I$ — сила электрического тока.

Замечание 1

Обозначение индуктивности как $L$ принято в память о российском физике Эмилии Христиановиче Ленце (1804 — 1865 гг.), внесшем большой вклад в изучение электромагнитных явлений.

На практике электромагнитная индукция применяется для передачи энергии на расстояния: малые (в трансформаторах, электродвигателях) и большие (обмен радиосигналами). Конструктивно устройства, использующие это явление, часто выполняются в виде катушек, витки которых кратно усиливают его. Полный магнитный поток катушки (его называют потокосцеплением), представляет собой сумму магнитных потоков отдельных витков и зависит от индуктивности устройства, связанной, в свою очередь, с геометрией витков, материалом, вокруг которого они намотаны (магнитной проницаемостью среды) и силой пропущенного через катушку тока.

В системе СИ магнитный поток измеряется в веберах, сила тока — в амперах. Производная от них единица измерения индуктивности называется генри:

$1 Гн = \frac{1 Вб}{1 А}$

Индуктивность можно выразить и другим способом — через электрическое напряжение:

$Гн = \frac{В \cdot с}{А}$

Это означает, что индуктивностью в 1 Гн, обладает цепь, в которой изменение тока на 1 ампер за секунду создаст электродвижущую силу в 1 вольт. Чем меньший ток для этого требуется, тем больше индуктивность цепи.

Замечание 2

Единица генри получила свое название в честь американского физика Джозефа Генри (1797 — 1878 гг.), внесшего большой вклад в развитие электротехники.

В системах Гаусса, СГС и СГСМ индуктивность измеряется в сантиметрах:

$1 Гн = 1000000000 см, 1 см = 1 нГн (наногенри)$

Эту единицу называют также абгенри, чтобы не путать с единицей измерения длины.

Величины и единицы измерения ёмкости и индуктивности – для новичков в радиоделе

Ёмкость конденсатора, если его представить в виде двух металлических пластин с диэлектриком между ними, зависит от площади поверхности пластин, расстояния между ними и свойств диэлектрика Есть конденсаторы переменной ёмкости, где в качестве диэлектрика выступает воздух

Рис 418 Конденсатор переменной ёмкости

Чтобы увеличить ёмкость постоянного конденсатора его обкладки изготавливают, например, из алюминиевой фольги, проложенной тонким диэлектриком Поверхность получается достаточно большой, а свёрнутая фольга занимает мало места Чем тоньше диэлектрик, тем больше ёмкость

Но при этом тонкий диэлектрик легче пробивается напряжением То есть, рабочее напряжение конденсатора становится меньше

Переменные конденсаторы небольшой ёмкости служат для подстройки, их ещё называют триммерами

Рис 419 Подстроечный конденсатор

К единице ёмкости конденсаторов применяют приставки микро, нано, пико, что означает, почти все конденсаторы имеют ёмкость меньше основной единицы, фарады Часто это можно отнести и к единицам индуктивности, где основная единица генри

Есть один вид конденсаторов, отличающийся от других, которые называют электролитическими конденсаторами Это конденсаторы большой ёмкости, но для получения такой ёмкости их заполняют электролитом Такие конденсаторы, как правило, полярные, то есть, их правильная работа зависит от правильной полярности напряжения на них Чтобы при подключении конденсатора не произошла ошибка, на корпус наносят маркировку Если электролит в процессе работы конденсатора высыхает, то конденсатор теряет ёмкость

Хотя конденсатор не пропускает постоянный электрический ток, ток утечки всё-таки есть, то есть, у сопротивления конденсатора есть активная  составляющая Электролитический  конденсатор, выполненный из свёрнутой ленты фольги, похож на индуктивность, что подразумевает влияние этой индуктивности на высоких частотах Чтобы избежать этого влияния, параллельно электролитическому конденсатору можно поставить керамический конденсатор

Катушки индуктивности с номиналом в десятки миллигенри выглядят как катушки:

Рис 420 Катушка индуктивности 15 мГн

А катушки индуктивности в десятки микрогенри похожи, скорее, на резисторы

Рис 221 Катушка индуктивности 10 мкГн

Такие индуктивности называют ещё дросселями и используют в фильтрах, особенно в фильтрах цепей питания высокочастотных устройств Их можно намотать на обычном резисторе с большим сопротивлением, скажем в несколько  мегаом Или намотать на тонком ферритовом стержне Катушки колебательных контуров карманных радиоприёмников наматывают на ферритовый стержень, который одновременно служит магнитной антенной приёмника

Индуктивность катушки зависит от количества витков, диаметра намотки и материала, на который наматывается катушка Чтобы уменьшить влияние сопротивления провода, его стараются выбрать достаточно большого диаметра Провод высокочастотных катушек, когда количество витков небольшое, применяют посеребрённый

На высоких частотах вполне можно применять изготовление катушки в виде спирали на печатной плате Такой способ изготовления очень технологичен и имеет хорошую повторяемость параметров

Для получения больших значений индуктивности используют такие сердечники, как кольца из ферритов или сердечники из трансформаторной стали

Для точной настройки величины индуктивности катушки индуктивности часто имеют сердечники, медные или ферритовые

Раньше  карманные  приёмники  имели  довольно  большое  количество  фильтров промежуточной частоты, выполненных с использованием катушек индуктивности

Для уменьшения влияния катушек друг на друга их помещали в защитные экраны

Каждая  из  катушек имела  ферритовый  сердечник,  который  позволял  настроить фильтр точно на промежуточную частоту

Позже    в    качестве    фильтров    стали    применять    ПАВ-фильтры    (фильтры    на поверхностных акустических волнах) и пьезо-фильтры

Рис 222 Катушки индуктивности с подстроечными сердечниками

Источник: Гололобов ВН,- Самоучитель игры на паяльнике (Об электронике для школьников и не только), – Москва 2012

ВНИИМ::Измерение параметров электрических цепей — эталоны

В НИЛ 2202 функционируют 4 государственных первичных эталона

ГЭТ 14-2014 ГПЭ единицы электрического сопротивления

Ученый-хранитель Плошинский Александр Владимирович.

Государственный первичный эталон единицы электрического сопротивления (Ома), созданный в 1991 г. и усовершенствованный в 2014 г., является самым современным эталоном лаборатории. В основу эталона положен квантовый эффект Холла, наблюдаемый в двумерном электронном газе при криогенной температуре (1.4 К) в сильном магнитном поле (7.5 Тл). Эффект квантования холловского сопротивления открыт Клаусом фон Клитцингом в 1980 г., за что он был удостоен Нобелевской премии в 1985 г.

Эталон успешно участвует в ключевых сличениях, организуемых Международным бюро мер и весов (МБМВ), Консультативным комитетом по электромагнетизму (ККЭМ) и региональными метрологическими организациями: Азиатско-Тихоокеанская метрологическая программа (APMP), Европейская ассоциация национальных институтов по метрологии (EURAMET), организация сотрудничества государственных метрологических учреждений стран Центральной и Восточной Европы (КООМЕТ), например, CCEM-K2, APMP.EM-K2, COOMET.EM-S19 и др. Единица, воспроизводимая ГЭТ 14, используется при воспроизведении единиц других физических величин в области магнитных измерений, термометрии, электрической мощности и индуктивности. Передача единицы осуществляется также на переменном токе при частотах до 30 МГц. При помощи эталона единицы электрического сопротивления исследуются свойства и характеристики прецизионных мер электрического сопротивления и резисторов, измерительных приборов, датчиков неэлектрических величин и т.д.

Также в НИЛ 2202 функционируют 5 государственных вторичных эталонов единицы электрического сопротивления постоянного тока, обеспечивающие передачу единицы в диапазоне 1 мкОм…10 ПОм, и 1 государственный вторичный эталон единицы электрического сопротивления переменного тока в диапазоне значений 1 мОм…100 МОм при частотах до 10 (30) МГц.

ГЭТ 15-79 ГПЭ единицы индуктивности

Ученый-хранитель Семенов Юрий Петрович.

Государственный первичный эталон единицы индуктивности (Генри) создан в 1979 г. Воспроизведение единицы индуктивности осуществляется на основе единиц электрической емкости и сопротивления посредством цепи моста Максвелла-Вина. Передача единицы осуществляется мерам как собственной, так и взаимной индуктивности в диапазоне частот 40 Гц…30 МГц и номинальных значений 10 нГн…1000 Гн. Единица индуктивности востребована для нужд электроэнергетики, атомной энергетики, приборостроения и радиоэлектронной промышленности. Эталон участвует в ключевых сличениях, проводимых ККЭМ: CCEM-K3, CCEM-K7. Также в НИЛ 2202 хранятся и функционируют 3 государственных вторичных эталона единицы индуктивности, обеспечивающие передачу единицы в диапазоне 10 нГн…1 кГн при частотах до 30 (100) МГц, и 1 государственный вторичный эталон единицы взаимной индуктивности в диапазоне значений 5 мкГн — 10 мГн при частотах до 100 кГц.

ГЭТ 25-79 ГПЭ единицы электрической емкости

Ученый-хранитель Семенов Юрий Петрович.

Государственный первичный эталон единицы электрической емкости (Фарада) создан в 1979 г. В основу эталона положен метод определения приращений емкости системы перекрестных электродов расчетного конденсатора при изменении длины электродов на заданное количество длин волн высокостабильного светового излучения. Теоретической основой эталона служит основная теорема электростатики — теорема Томпсона-Лэмпарда. Перекрестный расчетный конденсатор, реализующий данную теорему, обладает емкостью, определяемой только одним линейным измерением вне зависимости от формы и размеров оболочки. Данная единица применяется при воспроизведении единицы электрической емкости при высоких напряжениях (1…1000 кВ) и высоких частотах (до 100 МГц).

Единица электрической емкости является востребованной – в лаборатории проводятся работы в интересах Министерства обороны РФ, аэрокосмической, энергетической отраслей промышленности, разработки и производства электроизоляционных и композитных материалов. Эталон успешно участвует в ключевых сличениях, проводимых МБМВ, ККЭМ, EURAMET и КООМЕТ, например, CCEM-K4, APMP.EM-K4.1, COOMET.EM-K4 и др.

Также в НИЛ 2202 функционируют 2 государственных вторичных эталона единицы электрической емкости в диапазоне значений 1фФ…1 Ф в диапазоне частот до 10 (30) МГц.

ГЭТ 143-85 ГПЭ единицы угла потерь

Ученый-хранитель Клионский Марк Данилович.

Государственный первичный эталон единицы угла потерь создан в 1985 г. В основу эталона положен метод воспроизведения единицы угла потерь с помощью специального конденсатора, обладающего линейной зависимостью угла потерь от емкости, и перекрестных конденсаторов постоянной емкости, угол потерь которых близок к нулю. Единица угла потерь является востребованной в электроэнергетике, радиоэлектронике, приборостроении и др. областях. Эталон участвовал в двусторонних сличениях с национальными метрологическими институтами Германии (PTB) и Финляндии (MIKES).

Данная единица применяется при воспроизведении единицы угла потерь в диапазоне высоких напряжений (1…1000 кВ). ГЭТ 143 является «базовым» для эталонов других производных параметров электрических цепей, таких как добротность катушки индуктивности, постоянная времени и фазовый угол резистора. Связь между размерами этих единиц осуществляется в специальных Т-образных и Х-образных мостовых схемах.

Кроме того, в НИЛ 2202 функционируют 2 государственных вторичных эталона единицы электрической добротности в диапазоне значений 1…200 при частотах до 1 МГц.в>

Государственные первичные эталоны | ФГУП ВНИИФТРИ

Область применения

Государственный первичный эталон единицы электрической добротности служит для обеспечения единства и правильности измерений электрической добротности средств измерений, применяемых в России в т.ч. на предприятиях страны, связанных с реализацией приоритетных направлений развития науки и техники и критических технологий:

  • информационно-телекоммуникационные, навигационные системы и электроника;
  • перспективные вооружения, специальная техника;
  • технологии создания электронной компонентной базы;
  • технологии создания и обработки композиционных и керамических материалов.

Описание

Электрическая добротность является физической величиной, характеризующей потери электромагнитной энергии в колебательных системах.

Колебательные системы находят самое широкое применение в различных электротехнических и радиотехнических устройствах — в приёмо-передающей, радиолокационной, телевизионной аппаратуре, системах наземной и спутниковой связи, в различной радиоизмерительной аппаратуре, в системах управления обработки информации, в различной бытовой радиоаппаратуре и др.

В 1970–80 годах в стране промышленность ежегодно потребляла в массовых количествах элементы колебательных систем различного назначения, их выпуск исчислялся сотнями миллионов. В настоящее время потребность в таких элементах также остаётся весьма высокой. В большинстве случаев электрическая добротность их должна контролироваться и выдерживаться в заданных пределах, что обеспечивается при помощи рабочих измерителей электрической добротности.

Измерение электрической добротности традиционно является одной из наиболее трудных областей электрических измерений. Достигнутые здесь точности заметно уступают результатам, полученным для других видов электрических измерений, например, ёмкости и индуктивности.

Поэтому, метрологические работы, направленные на совершенствование методов и средств измерений электрической добротности играют важную роль в развитии техники электрических измерений.

Особенно большое значение эти работы имеют для высоких частот, где колебательные системы применяются наиболее часто. Необходимость измерения электрической добротности возникла уже в начале развития радиосвязи, т.е. в конце 19-го начале 20-го веков.

Созданный в СНИИМ ГПЭ единицы электрической добротности ГЭТ 139-83, введённый в эксплуатацию 1983 году, практически полностью обеспечивал единство измерений электрической добротности в стране и по своим метрологическим характеристикам превышал зарубежные достижения. Общий парк рабочих средств измерений добротности в тот период составлял 50–60 тыс. единиц семи типов, выпуск этих приборов прекращен более двадцати лет назад. После распада СССР основная часть этих средств осталась в России, и большая часть их поддерживается в рабочем состоянии до настоящего времени и применяется на различных предприятиях страны. В 2013 году проведено усовершенствование эталона, в результате которого погрешности воспроизведения единицы электрической добротности были снижены в 1,6÷2 раза, а именно: с 0,05÷2% до 0,019÷0,87% , а среднеквадратические отклонения результатов воспроизведения снижены в 3÷ 9 раз, а именно: с 0,03÷0,3% до 0,0032÷0,096%. Максимальное значение воспроизводимой добротности расширено с 600 до 1200. Требования технического задания по метрологическим характеристиках эталона выполнены полностью при этом СКО по сравнению с требованиями снижены в 1,5÷3 раза.

Для поверки средств измерений добротности в период с 1978 г. по 1990 г. было выпущено более 39 тыс. образцовых мер электрической добротности 7-ми типов. Практически весь этот парк образцовых мер сохранён и благодаря большому техническому ресурсу также находится полностью в работоспособном состоянии. Предприятия страны, использующие образцовые меры добротности для поверки рабочих средств измерений добротности представляет их на очередные поверки. Передача размера единицы добротности этим мерам производиться от ГЭТ 139-2013, хранящимся в Западно-Сибирском филиале ВНИИФТРИ.

Метрологические характеристики

Наименование характеристики, единица измерения

Значение

Номинальные значения добротности 5÷ 1200
Частотный диапазон 0,05 — 300 МГц
СКО 2·10-4÷ 1,5·10-3
НСП 2·10-4÷ 1,5·10-3
Неопределённость

Стандартная неопределённость, по типу А
2·10-4÷ 1.5·10-3

Стандартная неопределённость, по типу В
1,2·10-4÷ 4,1·10-3

Суммарная стандартная неопределённость
2,3·10-4 ÷ 4,4·10-3

Расширенная неопределённость (коэффициент охвата k=2)
4,6·10-4 ÷ 8,8·10-3


Размерность — индуктивность — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Размерность — индуктивность

Cтраница 1

Размерность индуктивности в системе CGSM равна размерности длины и поэтому CGSM-единица индуктивности получила название сантиметр. CGSM магнитный поток, пронизывающий этот контур, равен 1 мкс.  [1]

Размерность индуктивности L — мкГн; емкое.  [3]

Размерностью индуктивности в системе СГС является длина [ L ]; единицей измерения индуктивности в этой системе служит сантиметр. Индуктивность, равная 1 см, в 10 раз меньше 1 гн: 1 ед.  [4]

Таким образом, размерность индуктивности в системе CQS-M совпадает с размерностью длины. Единицей индуктивности в системе CGS-M является сантиметр.  [5]

Показать, что г 2С имеет размерность индуктивности, ] / L / C — размерность сопротивления; L / r — размерность емкости.  [7]

Из (64.3) следует, что размерность цо равна размерности индуктивности, деленной на размерность длины.  [8]

Из (64.3) следует, что размерность р 0 равна размерности индуктивности, деленной на размерность длины.  [9]

Очевидно, что ( a — f — Ъх) имеет размерность индуктивности. Величина этой индуктивности является в данном случае линейной функцией положения якоря соленоида.  [10]

Постоянные Н, входящие в выражение сопротивлений реактивных двухполюсников, имеют размерность индуктивности для двухполюсников классов I и IV и размерность, обратную емкости, для классов II и III. Для нахождения постоянной Я надо определить характер сопротивления двухполюсника ( индуктивный или емкостный) при частоте, превышающей наибольшую резонансную.  [11]

В системе СГСМ за единицу индуктивности принимается 1 сантиметр, так как размерность индуктивности контура в этой системе единиц оказывается равной размерности длины.  [12]

Из сравнения (98.1) с (93.1) видно, что размерность Li та же, что и размерность индуктивности, и поэтому взаимная индуктивность измеряется в тех же единицах, что и индуктивность.  [13]

Из сравнения (110.1) с (105.1) видно, что размерность L12 — та же, что и размерность индуктивности, и поэтому коэффициент взаимной индукции измеряется в тех же единицах, что и индуктивность.  [15]

Страницы:      1    2

Как измеряется индуктивность

Разместите свои комментарии?

Как измерить индуктивность Daycounter

7 часов назад Как с по измерить индуктивность . Тим Дэйкаунтер. Большинство мультиметров будут измерять всех электрических свойств компонента, за исключением индуктивности , поэтому вы предоставлены вашим собственным устройствам. В этой обучающей статье мы обсудим несколько методов. Метод 1 — Сравнение импеданса резистора

Веб-сайт: Daycounter.com