Занятие 16 самоиндукция. Взаимная индукция

Учебная цель: сформировать понимание физической сущности явлений самоиндукции и взаимной индукции. Привить навыки самостоятельного решения задач на данную тему.

Литература

Основная: Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. — М.: Высшая школа, 1989. — Гл.25, § 25.2, 25.3, 25.4.

Дополнительная: Савельев И.В. Курс общей физики. — М.: Наука, 1987. — Т.2. — гл. 8, § 64 – 67.

Контрольные вопросы для подготовки к занятию

1. Запишите выражение и сформулируйте основной закон электромагнитной индукции (Закон Фарадея — Ленца).

2. Дайте определение явления самоиндукции; по какой формуле определяется ЭДС самоиндукции?

3. Каков физический смысл индуктивности L, в каких единицах измеряется?

4. От чего зависит индуктивность контура?

5. Запишите и поясните выражение для определения индуктивности бесконечно длинного соленоида.

6. Запишите закон изменения силы тока в цепи, содержащей последовательно включенные R и L при включении и выключении источника постоянного тока с ЭДС (Е). Постройте график и поясните его.

7. Дайте определение явления взаимной индукции, напишите формулу определения ЭДС взаимной индукции.

8. Каков физический смысл взаимной индуктивности М, в каких единицах измеряется?

9. От чего зависит взаимная индуктивность?

10. Действие каких электрических приборов основано на явлении взаимной индукции.

Краткие теоретические сведения и основные формулы

Электрический ток, текущий в любом контуре, создает пронизывающий этот контур магнитный поток. При изменениях тока изменяется также и магнитный поток через площадь, охватываемую этим контуром, вследствие чего в контуре индуктируется ЭДС.

Возникновение электродвижущей силы в контуре при изменении силы электрического тока, идущего по этому контуру, называется самоиндукцией.

В соответствии с законом Био — Савара — Лапласа магнитная индукция В пропорциональна силе тока, вызвавшего поле. Отсюда вытекает, что ток I в контуре и создаваемый им полный магнитный поток

 через контур пропорциональны друг другу:

. (16.1)

Коэффициент пропорциональности L между силой тока и полным магнитным потоком называется индуктивностью контура.

Линейная зависимость  от I наблюдается только в том случае, если магнитная проницаемость среды , которой окружен контур, не зависит от напряженности поля Н, то есть в отсутствие ферромагнетиков. В противном случае  является сложной функцией от I и, поскольку , зависимость от I также будет довольно сложной. Однако соотношение (16.1) распространяют и на этот случай, считая индуктивность

L функцией от I.

При неизменной силе тока I магнитный поток  может изменяться за счет изменения формы и размеров контура.

Следовательно, индуктивность L зависит от геометрии контура (его формы, размеров), а также от магнитных свойств (от ) окружающей контур среды. Если контур жесткий и поблизости от него нет ферромагнетиков, индуктивность L является постоянной величиной.

За единицу индуктивности в СИ принимается генри (Гн): 1 Гн – индуктивность такого контура, магнитный поток самоиндукции которого при токе в 1 А равен 1 Вб:

1 Гн = 1 = 1.

Индуктивность бесконечно длинного соленоида. При протекании по нему тока I внутри соленоида возбуждается однородное магнитное поле, индукция которого равна

Поток через каждый из витков равен Ф_т = В S, а полный магнитный поток, сцепленный с соленоидом,

(16.2)

Физический смысл индуктивности — UbuntuGeeks

В дополнение к другим ответам символ для индуктивности — это L, а не X. Символ для индуктивного реактивного сопротивления — \ $ X_ {L} \ $, а для емкостного реактивного сопротивления — \ $ X_ {C} \ $. Р>

What is the the physical meaning of inductance?

Хью Янг в своем учебнике Университетская физика [1] утверждает следующее: для катушки с \ $ N \ $ витками провода, несущего ток \ $ i \ $, ток создает магнитный поток \ $ \ Phi_ {B} \ $, который проходит через каждый оборот. Индуктивность катушки \ $ L \ $ (a.k.a. самоиндуктивность ) определяется как

$$ L = \ frac {N \, \ Phi_ {B}} {i} $$

Индукторы запасают энергию в поле магнитного потока \ $ \ Phi_ {B} \ $, величина которого является функцией тока, протекающего через индуктор:

$$ \ Phi_ {B} = \ frac {L \, i} {N} $$

Если электрический ток, протекающий через катушку индуктивности

, изменяется со временем \ $ \ frac {\ mathrm {d} i} {\ mathrm {d} t} \ neq 0 \ $, это изменение тока создает изменяющееся магнитное поле \ $ \ frac {\ mathrm {d} \ Phi_ {B}} {\ mathrm {d} t} \ neq 0 \ $, которое, в свою очередь, создает ненулевую электродвижущую силу (ЭДС) \ $ \ varepsilon \ $ через индуктор, измеряется в единицах Вольт , чья полярность противостоит («сопротивляется») изменению в токе [1]:

$$ \ varepsilon = -L \ frac {\ mathrm {d} i} {\ mathrm {d} t} = -N \ frac {\ mathrm {d} \ Phi_ {B}} {\ mathrm {d} t} $$

Эта противоположность изменению в потоке тока — это индуктивное сопротивление .

Если электрический ток, протекающий через индуктор, является постоянным (не изменяется со временем, иначе,

постоянный ток ) \ $ \ frac {\ mathrm {d} i} {\ mathrm {d} t} = 0 \ $, поле магнитного потока \ $ \ Phi_ {B} \ $ не меняется со временем (его величина постоянна) \ $ \ frac {\ mathrm {d} \ Phi_ {B}} {\ mathrm {d} t} = 0 \ $, тогда эдс не создается, \ $ \ varepsilon = 0 \ $. Следовательно, идеальный индуктор (нулевое сопротивление) не противостоит постоянному току, протекающему через него.

Когда идеальный индуктор с индуктивностью \ $ L \ $ приводится в движение синусоидальным током с радиальной частотой \ $ \ omega \ $ (или частотой f), величина установившегося индуктивного реактивного сопротивления индуктора \ $ X_ {L } \ $ задается как

$$ X_ {L} = j \ omega L = j2 \ pi fL $$

где \ $ j = \ sqrt {-1} \ $. Это уравнение получено из векторного преобразования дифференциального уравнения первого порядка

$$ v_ {L} (t) = L \, \ frac {\ mathrm {d}} {\ mathrm {d} t} i_ {L} (t) $$

где \ $ v_ {L} (t) \ $ — мгновенное напряжение на индукторе, а \ $ i_ {L} (t) \ $ — мгновенный синусоидальный ток через индуктор в момент времени t:

$$ i_ {L} (t) = I_ {m} cos (\ omega t + \ phi) $$

Ссылки

[1] Х. Янг. «Индуктивность» в Физика университета , 8-е изд. Рединг, Массачусетс: Аддисон-Уэсли, 1992, гл. 31, с. 869-870.

    

Явление самоиндукции и ее закономерности

Его можно предложить учащимся, как частный случай электромагнитной индукции, с использованием простейшей схемы замкнутого контура, в который включен генератор переменного тока. Сила тока в цепи такого генератора изменяется по закону синуса, что на графике выглядит так:

1. Формулируем проблему №1: Что должно наблюдаться в контуре, по которому течет переменный ток?

Для этого рассуждаем и одновременно составляем логическую цепочку:

Переменная ЭДС генератора создает в контуре изменяющийся  по величине и направлению переменный ток ~ I, создающий переменный собственный магнитный   поток ~ Фсобств, который пересекает контур, наводит в нем ЭДС самоиндукции . По закону Фарадея:

На «глазах» учащихся вырастает логическая цепочка 1, которую они составляют сознательно, понимают что новое явление – это частный случай явления электромагнитной индукции и сами формируют понятие самоиндукции, закономерности этого явления и вводят новое физическое понятие – индуктивность проводника, составляют формулу закона Фарадея для самоиндукции. А затем последовательно, пошагово раскрывают и уточняют, что наводится собственным магнитным потоком

(прямо пропорционален)

(прямо пропорционален)

То есть, скорость изменения собственного магнитного потока прямо пропорциональна скорости изменения тока в контуре.

Введя коэффициент пропорциональности L, запишем:

И тогда логическая цепочка запишется так:

Определение явления   самоиндукции

Это тоже закон Фарадея, который надо читать так:

Величина , возникшей в контуре при изменении тока в нем, прямо пропорциональна и зависит от

L – индуктивности контура.

2. Формулируем проблему № 2: Понятие  индуктивности контура – это новая характеристика проводника, которой он обладает в электромагнитном поле.

Ее физический смысл:

под индуктивностью проводника L надо понимать такую , которая возникает в нем, если изменение тока в нем будет происходить на 1А за каждую секунду.

Следовательно, чем больше при , тем больше L проводника.

3. Упражнение: Индуктивность проводника L = 2Гн. Что это означает?

– Что при 

4. Обратить внимание на следующие правила:

1) все проводники обладают омическим сопротивлением:

2) все проводники в переменном электромагнитном поле обладают индуктивностью.

3) индуктивность проводника зависит от его формы и конструкции:

а)

б) у соленоида индуктивность зависит от числа витков, чем больше n, тем больше L.

в) у соленоида с сердечником индуктивность зависит от материала сердечника: Fe, Ni, Co.

где: n – число витков на 1 ед.длины, V – объем соленоида.

5. Итак, индуктивность – новое свойство проводника.

Оно созвучно с мерой инертности по отношению к изменению тока в контуре. Чем больше индуктивность проводника L_s, тем изменение силы тока в проводнике происходит медленнее.

6. Вопрос на развитие физической логики: что же будет происходить в данном контуре?

 должен препятствовать изменению силы тока в цепи, и поэтому изменение силы тока в контуре будет отставать от изменения  на клеммах контура по фазе.

будет тормозить нарастание тока в контуре и тормозить его убывание по правилу Ленца.

7. Роль в технике: действует в каждое мгновение при изменении тока в цепи, например, в момент включения и выключения освещения, холодильника, и т.д. Особенно опасно ее действие в момент размыкания рубильников в цепи, содержащих большие индуктивности. поддерживает убывание тока и может во много раз превысить напряжение сети. Тогда при размыкании цепи возникают экстратоки (искры), которые плавят рубильник. Чтобы погасить экстратоки, рубильники помещают в масло, гасящее искру. Правило устройств электроустановок учитывает это опасное свойство. Энергия тока и созданного им магнитного поля вначале запасается в контуре в виде , а потом, в момент размыкания всегда выделяется в виде мощной искры.

Разберем явление самоиндукции, наблюдаемое в контуре Б:

1) В момент замыкания цепи:

, которая тормозит нарастание тока

2) В момент размыкания:

, которая тормозит нарастание тока

8.  играет положительную роль в радиотехнике для получения электромагнитных колебаний. Без нее была бы невозможна радиосвязь и телевидение.

При решении расчетных задач на явление самоиндукции я использую ту же систему алгоритмизации, что и при прохождении темы «Электромагнитная индукция», изложенной в личном кабинете.

Общий анализ самоиндукции:

1)

2) Фсобств = L ^.I

2. В чём суть явления взаимной индукции? Чему равна эдс взаимной индукции? Каков физический смысл взаимной индуктивности двух контуров?

Явление возникновения ЭДС в одном из контуров при изменении силы тока в другом наз-ся взаимной индукцией. Два неподвижных контура

, если изменяется, то во втором контуре индуцируется ЭДС

Аналогично для тока :,,-в отсутствии ферромагнетиков.-взаимная индуктивность~форма, размеры и взаимное расположение контуров и от магн.проницаемости окр. среды.. Взаимная индуктивность таких двух контуров при протекании в одном из них тока в 1А возникает поток, сцепленного с другим контуром =1Вб. Взаимная индуктивность двух катушек, намотанных на общий токоидальный сердечник.,

Билет №4

1. Дайте определение напряжённости и потенциала электрического поля. Какова связь между этими величинами? Если известно, что напряжённость в какой – то точке поля=0, значит ли это, что и потенциал в этой точке=0? Ответ обоснуйте.

Напряжённость электрического поля в данной точке – это векторная физическая величина, определяемая силой, действующей на единичный положительный заряд, помещённый в эту точку поля. .направлен по касательной и линиям напряжённости.-силовая характеристика поля. Потенциалв какой – либо точке электростатического поля – физическая величина, определяемая потенциальной энергией единичного положительного заряда, помещенного в эту точку.,,, что вытекает из связи силы с.,,. Из этой связи вытекает, что. Таким образом равенствов данной точке не означает, что потенциал в ней = 0, т.к. по значениюможно судить только о разности потенциалов.

2. Дайте определение элемента тока. Запишите закон Био-Савара-Лапласа. Сформулируйте принцип суперпозиции магнитных полей. Выведите формулу для магнитной индукции поля, создаваемого прямолинейного бесконечно длинным проводником с током.

Элемент тока()- векторная физическая величина, по модулю равный длинеdl элемента проводника и совпадающий по направлению с током. Закон Био-Савара-Лапласса в векторной форме: ,- радиус – вектор, проведённый из элементаdl проводника в точку поля, относительно которой определяем . Этот закон определяет вклад элемента, тока в магнитную индукцию поля. В скалярной форме:, где- угол междуи. Принцип суперпозиции: магнитная индукция результирующего поля, создаваемого несколькими токами или движущимисязарядами, = векторной сумме магн. индукции складываемых полей, создаваемых каждым током в определённости.. Магнитное поле прямого тока:

Векторы от всех элементов тока имеют одинаковые направление, поэтому сложениеможно заменить сложением их модулей.,,,

Билет №5

1. Докажите, что на границе двух диэлектриков тангенциальная составляющая вектора и нормальная составляющая не претерпевают разрывов.

— напряжённость электрического поля. ,-направлен по касательным и силовым линиям.-вектор электрического смещения.. Построим вблизи границы раздела двух диэлектриков небольшой замкнутый прямоугольный контур.

По теореме о циркуляции вектора ,. Интегралы по участкамDA и BC ничтожно малы. =>. Таким образом тангенциальная составляющаяне претерпевает разрыв. На границе раздела двух диэлектриков построим прямой цилиндр, высота которого ничтожно мала. Основания настолько малы, что в пределах каждого из ниходинаков. По теореме Гаусса:,=>. Таким образом нормальная составляющаяне претерпевает разрыв.

Индуктивность. Самоиндукция и взаимная индукция — Студопедия

Вокруг каждого проводника с током существует магнитное поле. Поэтому с проводящим контуром, по которому протекает ток, всегда сцеплен некоторый магнитный поток, обусловленный не внешними причинами, а самим током (рис. 4). Согласно закону Био-Савара-Лапласа, ~, поэтому магнитный поток, сцепленный с контуром, пропорционален силе тока, текущего по контуру, Ф ~I:

,

.

— индуктивность контура, зависит от размеров и формы контура и магнитной проницаемости среды m.

1 Гн — индуктивность контура, с которым при протекании 1А сцеплен магнитный поток 1 Вб.

В качестве примера рассчитаем индуктивность длинного соленоида.

При изменении силы тока в контуре будет изменяться также и сцепленный с ним магнитный поток, следовательно, в контуре будет индуцироваться э.д.с. Возникновение э.д.с. индукции в проводящем контуре при изменении в нем силы тока называется самоиндукцией.

Если контур не деформируется и не изменяется, . Применим к явлению самоиндукции закон Фарадея.

.

Экстратоки замыкания (рис. 5а) и размыкания (рис. 5 б) цепи.

Взаимная индукция.

Расположим 2 контура на расстоянии, сравнимом с их размерами (рис. 6). Явление возникновения э.д.с. индукции в одном контуре при изменении тока в другом контуре называется взаимной индукцией.

Если нарастает, будет направлен противоположно, если убывает, то сонаправлен с ним (согласно правилу Ленца).

Э.д.с., возникающая во 2-ом контуре, равна

По аналогии, если пропускать по 2-ому контуру изменяющийся ток

и — коэффициенты взаимоиндукции или взаимная индуктивность контуров 1 и 2, зависят от размеров, формы, взаимного расположения контуров и магнитных свойств среды.

Теорема взаимности: коэффициенты взаимоиндукции всех индуктивно связанных контуров одинаковы:

.

Физический смысл : взаимная индуктивность 2-х контуров численно равна э.д.с. взаимной индукции, возникающей в одном контуре при изменении тока в другом контуре на единицу силы тока за единицу времени,

.

На явлении взаимной индукции основано действие трансформатора, изобретенного русским ученым Яблочковым и усовершенствованного русским инженером Усагиным.

Скин- — эффект.

При прохождении по проводнику переменного тока вихревые токи направлены таким образом, что противодействуют изменению основного тока внутри проводника и способствуют его изменению вблизи поверхности (рис. 7). Следовательно, для переменного тока сопротивление внутренних частей проводника оказывается больше, чем

внешних, ток неравномерно распределяется по сечению провода, он как бы вытесняется на поверхность. Это явление называется скин-эффектом (skin-кожа). Из-за скин-эффекта внутренняя часть проводников в высокочастотных цепях оказывается бесполезной, поэтому применяют проводники в виде трубок.

лабораторная работа 49

 

 

Цель работы - определение индуктивности соленоида по его сопротивлению переменному току.

Приборы и принадлежности: исследуемый соленоид, звуковой генератор, электронный осциллограф, миллиамперметр переменного тока, соединительные провода.

 

Явление самоиндукции. Индуктивность

Явление электромагнитной индукции наблюдается во всех случаях, когда изменяется магнитный поток, пронизывающий проводящий контур. В частности, если электрический ток течет в проводящем контуре, то он создает пронизывающий этот контур магнитный поток Ф.

При изменении силы тока I в любом контуре изменяется и магнитный поток Ф, вследствие этого в контуре возникает электродвижущая сила (ЭДС) индукции, которая вызывает дополнительный ток (рис. 1, где 1 - проводящий замкнутый контур, 2 — силовые линии магнитного поля, создаваемого током контура). Это явление называется самоиндукцией, а дополнительный ток, вызываемый ЭДС самоиндукции, – экстратоком самоиндукции.

Явление самоиндукции наблюдается в любой замкнутой электрической цепи, в которой протекает элетрический ток, при замыкании или размыкании этой цепи.

Рассмотрим, от чего зависит величина ЭДС ε_s самоиндукции. Магнитный поток Ф, пронизывающий замкнутый проводящий контур, пропорционален магнитной индукции В магнитного поля, создаваемого током, протекающим в контуре, а индукция В пропорциональна силе тока.

 

Рис. 1

Тогда магнитный поток Ф пропорционален силе тока, т.е.

Ф = L · I,                                            (1)

 

где L — индуктивность контура, Гн (Генри).

Из (1) получим

L = Ф/I .                                              (2)

 

Индуктивностью контура L называется скалярная физическая величина, равная отношению магнитного потока Ф, пронизывающего данный контур, к величине силы тока, текущего в контуре.

Генри — это индуктивность такого контура, в котором при силе тока в 1А возникает магнитный поток 1Вб, т.е. 1 Гн = 1.

 

Согласно закону электромагнитной индукции

.                                                    (3)

 

Подставляя (1) в (3), получим ЭДС самоиндукции:

.                                                  (4)

 

Формула (4) справедлива при L=const.

Опыт показывает, что при увеличении индуктивности L в электрической цепи сила тока в цепи увеличивается постепенно (см. рис. 2), а при уменьшении L сила тока уменьшается так же медленно (рис. 3).

Сила тока в электрической цепи при замыкании изменяется по закону , а при размыкании – по закону .

Кривые изменения силы тока показаны на рис. 2 и 3.

Рис. 2                                     Рис.3

Индуктивность контура зависит от формы, размеров и деформации контура, от магнитного состояния среды, в которой находится контур, а также от других факторов.

Найдем индуктивность соленоида. Соленоид — это цилиндрическая трубка, изготовленная из немагнитного непроводящего материала, на которую плотно, виток к витку,  намотана тонкая металлическая проводящая проволока. На рис. 4 показан разрез соленоида вдоль цилиндрической трубки по диаметру (1 — силовые линии магнитного поля).

Рис. 4

Длина l соленоида намного больше, чем диаметр d, т.е.
l>> d. Если l< d, то соленоид можно рассматривать как короткую катушку.

Диаметр тонкой проволоки намного меньше, чем диаметр соленоида. Для увеличения индуктивности внутрь соленоида помещают ферромагнитный сердечник с магнитной проницаемостью μ. Если l>>d, то при протекании тока внутри соленоида возбуждается однородное магнитное поле, индукция которого определяется формулой

В=μ_о μnI,                                                   (5)

 

где μ_о = 4π·10^-7 Гн/м – магнитная постоянная; n = N/l – число витков единицы длины соленоида; N – число витков соленоида.

Вне соленоида магнитное поле практически равно нулю. Поскольку соленоид имеет N витков, то полный магнитный поток ψ (потокосцепление), пронизывающий поперечное сечение S соленоида, равен

Ψ = NФ = NВS,                                         (6)

 

где Ф = BS – поток, пронизывающий один виток соленоида.

Подставляя (5) в (6) и с учётом того, что N = nl, получим

Ψ = μ_о μn² lSI .                                          (7)

 

С другой стороны,

Ψ = LI .                                                      (8)

 

Сравнивая (7) и (8), получим

L = μ_о μn²lS = μ_о μS.                                     (9)

 

Площадь сечения соленоида равна

.                                          (10)

 

С учётом (10) формула (9) запишется в виде

L = μ_о μ.                                 (11)

 

Определить индуктивность соленоида можно, подключив соленоид в электрическую цепь переменного тока с частотой ω. Тогда полное сопротивление (импеданс) определится формулой

,                                (12)

 

где R – активное сопротивление, Ом;  = х_L – индуктивное сопротивление;  = х_с – ёмкостное сопротивление конденсатора с

ёмкостью С.

Если в электрической цепи отсутствует конденсатор, т.е. электроёмкость цепи мала, то х_с<< х_L и формула (12) будет иметь вид

 .                                            (13)

 

Тогда закон Ома для переменного тока запишется в виде

,                                           (14)

 

где I_m , U_m – амплитудные значения силы тока и напряжения.

Так как ω = 2πν, где ν – частота колебаний переменного тока, то (14) примет вид

.                                       (15)

 

Из (15) получим рабочую формулу для определения индуктивности:

.                                          (16)

 

 

Ход работы

Для выполнения работы собрать цепь по схеме рис. 5.

1. Установить на звуковом генераторе частоту колебаний, указанную преподавателем.

2. Измерить с помощью осциллографа амплитуду напряжения U_m и частоту .

3. С помощью миллиамперметра определить действующее значение силы тока в цепи ; пользуясь соотношением  и решая его относительно I_e, определить амплитуду тока в цепи.

 

Рис. 5

4. Данные занести в таблицу.

Таблица

ν, Гц	Ie, мА	Im, мА	Um, В	R, Ом	N	d, м	l, м	L, Гн	Lпров, Гн	ΔL=L-Lпров, Гн

 

6. По формуле (16) рассчитать индуктивность соленоида.

7. По формуле (11) рассчитать проверочное значение индуктивности соленоида, исходя из его геометрии и числа витков.

Справочные данные: активное сопротивление соленоида
R = 56 Ом; длина соленоида l = 40 см; диаметр соленоида
d = 2 см; число витков соленоида N = 2000.

Рекомендуемая частота переменного тока .

 

Вопросы для допуска к работе

1.      Сформулируйте цель работы.

2.      Дайте определение индуктивности?

3.      Какова единица измерения индуктивности?

4.   Запишите рабочую формулу для определения индуктивности соленоида.

 

Вопросы для защиты работы

1. Получите формулу для определения индуктивности соленоида, исходя из его геометрических размеров и числа витков.

2. Что называется импедансом?

3. Как связаны между собой максимальное и действующее значения силы тока и напряжения в цепи переменного тока?

4. Выведите рабочую формулу индуктивности соленоида.

5. Опишите явление самоиндукции.

6. Каков физический смысл индуктивности?

 

 

 

Самоиндукция. Индуктивность — презентация онлайн

1. САМОИНДУКЦИЯ. ИНДУКТИВНОСТЬ.

2. Повторение

Явление ЭМИ заключается в том, что…
Для возникновения индукционного тока
необходимо, чтобы замкнутый контур…
Поток магнитной индукции – это…
Направление индукционного тока
определяется…
Закон Ленца является следствием…

3. Повторение

Какова причина возникновения ЭДС в
неподвижных проводниках? В
движущихся проводниках?
Что такое вихревое электрическое поле?
Каковы его особенности?
Как рассчитать ЭДС индукции в
движущихся проводниках?

4. При внесении южного полюса магнита в катушку амперметр фиксирует возникновение индукционного тока. Что необходимо сделать,

увеличить скорость
внесения магнита
2. вносить в катушку
магнит северным
полюсом
3. изменить
полярность
подключения
амперметра
4. взять амперметр с
меньшей ценой
деления
1.

5. В какой промежуток времени модуль ЭДС индукции имеет минимальное значение?

А) 0 – t1
Б) t1 – t2
В) t2 – t3
Г) t3 – t4
Д) t4 – t5
Укажите направление индукцион-ного
тока в рамке при введении ее в
однородное магнитное поле и выведе-нии
из него
А) а — по часовой
стрелке;
б — против часовой
стрелки
Б) В обоих случаях —
против часовой
стрелки.
В) А — против часовой
стрелки;
б — по часовой стрелке
При каком направлении движения
контура в магнитном поле в последнем
будет индукционный ток?
А)Движется в
плоскости рисунка
вниз- вверх.
Б) Поворачивается
вокруг стороны АГ.
В) Движется

8. На рисунке изображен момент демонстрационного эксперимента по проверке правила Ленца, когда все предметы неподвижны. Южный

1. оставаться неподвижным
2. двигаться против часовой
стрелки
3. совершать колебания
4. перемещаться вслед за
магнитом
Джозеф Генри
(1797 – 1878)
В опытах Фарадея индукционный
ток возникал вследствие
изменения магнитного потока в
катушке, вызванного изменением
индукции внешнего магнитного
поля. Американский ученый
Джозеф Генри в 1832 г. впервые
наблюдал возникновение
индукционного тока в катушке,
когда магнитный поток в ней
увеличивался или уменьшался
вследствие изменения тока,
протекающего в самой катушке.
Это явление получило название
самоиндукции.

10. Самоиндукция —

явление возникновения ЭДС
индукции в контуре при изменении
силы тока в этом же контуре.
Джозеф Генри
1832 г.

11. Опыт

12. Самоиндукция

Ест
Ест
Евихр
1
2
F qE
E Eст Eвихр
Евихр
1
2

13. Вывод формулы ЭДС самоиндукции

Если магнитное поле создано током, то можно
утверждать, что Ф
Ф=LI
, где L
~ В ~ I,
т.е. Ф
~I
или
– индуктивность контура (или
коэффициент самоиндукции) . Тогда

14. Закон самоиндукции

εis L t
I
ЭДС самоиндукции
пропорциональна скорости
изменения силы тока в
электрической цепи
В таком виде справедлив при равномерном
изменении силы тока
ИНДУКТИВНОСТЬ
Характеризует способность проводника
препятствовать изменению силы тока.

16. Физический смысл индуктивности

Индуктивность контура численно равна
ЭДС самоиндукции, возникающей при
изменении силы тока на 1 А за 1 с.

17. ИНДУКТИВНОСТЬ зависит:

1.
2.
3.
от размеров проводника
от формы проводника
от магнитных свойств среды
ИНДУКТИВНОСТЬ НЕ ЗАВИСИТ :
от силы тока в проводнике

18. Следствия самоиндукции

Вследствие явления
самоиндукции при
размыкании цепей,
содержащих катушки со
стальными сердечниками
(электромагниты,
двигатели, трансформаторы) создается значительная
ЭДС самоиндукции и может
возникнуть искрение или
даже дуговой разряд.

19. Учет явления самоиндукции

В цепях, содержащих большую
индуктивность ( трансформаторы,
генераторы, электродвигатели),
выключение тока проводят
медленно, чтобы ЭДС
самоиндукции не превысила ЭДС
источника, и прибор не вышел из
строя.
ЭДС самоиндукции
1. В катушке возникает магнитный поток 0,015
Вб, когда по ее виткам проходит ток 5,0 А.
Сколько витков содержит катушка, если ее
индуктивность 60 мГн?
2. Во сколько раз изменится индуктивность
катушки без сердечника, если число витков в
ней увеличить в два раза?
3. Какая э.д.с. самоиндукции возникнет в
катушке с индуктивностью 68 мГн, если ток
3,8 А исчезнет в ней за 0,012 с?
ЭДС самоиндукции
4. Определить индуктивность катушки, е
сли при ослаблении в ней тока на 2,8 А
за 62 мс в катушке появляется средняя
э.д.с. самоиндукции 14 В.
5. За сколько времени в катушке с
индуктивностью 240 мГн происходит
нарастание тока от нуля до 11,4 А, если
при этом возникает средняя э.д.с.
самоиндукции 30 В?

Физический смысл индуктивности

В дополнение к другим ответам, символ индуктивности — L, а не X. Символ индуктивного реактивного сопротивления — \ $ X_ {L} \ $, а для емкостного реактивного сопротивления — \ $ X_ {C} \ $.

В чем физический смысл индуктивности?

Хью Янг в своем учебнике University Physics [1] утверждает следующее: для катушки с \ $ N \ $ витками провода, по которому проходит ток \ $ i \ $, ток создает магнитный поток \ $ \ Phi_ { B} \ $, который проходит каждый ход.Индуктивность катушки \ $ L \ $ (также известная как самоиндуктивность ) равна

$$ L = \ frac {N \, \ Phi_ {B}} {i}

$

Катушки индуктивности накапливают энергию в поле магнитного потока \ $ \ Phi_ {B} \ $, величина которого является функцией тока, протекающего через катушку индуктивности:

$$ \ Phi_ {B} = \ frac {L \, i} {N}

$

Если электрический ток, протекающий через катушку индуктивности , со временем изменяется на \ $ \ frac {\ mathrm {d} i} {\ mathrm {d} t} \ neq 0 \ $, этот изменяющийся ток создает изменяющееся магнитное поле \ $ \ frac {\ mathrm {d} \ Phi_ {B}} {\ mathrm {d} t} \ neq 0 \ $, который, в свою очередь, создает ненулевую электродвижущую силу (ЭДС) \ $ \ varepsilon \ $ на индукторе , измеряется в единицах Вольт , полярность которого противодействует («сопротивляется») изменению в токе [1]:

$$ \ varepsilon = -L \ frac {\ mathrm {d} i} {\ mathrm {d} t} = -N \ frac {\ mathrm {d} \ Phi_ {B}} {\ mathrm {d} t}

$

Противодействием изменению тока является индуктивное реактивное сопротивление .

Если электрический ток, протекающий через катушку индуктивности, постоянен (не меняется со временем, он же постоянный ток ) \ $ \ frac {\ mathrm {d} i} {\ mathrm {d} t} = 0 \ $, поле магнитного потока \ $ \ Phi_ {B} \ $ не меняется со временем (его величина постоянна) \ $ \ frac {\ mathrm {d} \ Phi_ {B}} {\ mathrm {d} t} = 0 \ $, то ЭДС не создается, \ $ \ varepsilon = 0 \ $. Следовательно, идеальная катушка индуктивности (нулевое сопротивление) не препятствует протеканию через нее постоянного тока.

Когда идеальный индуктор с индуктивностью \ $ L \ $ приводится в действие синусоидальным током с радианной частотой \ $ \ omega \ $ (или частотой f), величина установившегося индуктивного сопротивления индуктора \ $ X_ {L} \ $ дает

$$ X_ {L} = j \ omega L = j2 \ pi fL

$

, где \ $ j = \ sqrt {-1} \ $.Это уравнение получено из векторного преобразования дифференциального уравнения первого порядка

$$ v_ {L} (t) = L \, \ frac {\ mathrm {d}} {\ mathrm {d} t} i_ {L} (t)

$

, где \ $ v_ {L} (t) \ $ — мгновенное напряжение на катушке индуктивности, а \ $ i_ {L} (t) \ $ — мгновенный синусоидальный ток через катушку индуктивности в момент времени t:

$$ i_ {L} (t) = I_ {m} cos (\ omega t + \ phi)

$

Список литературы

[1] Х. Янг. «Индуктивность», в University Physics , 8-е изд.Ридинг, Массачусетс: Addison-Wesley, 1992, гл. 31, стр. 869-870.

Физический смысл индуктивности

Когда мы используем термин «индуктивность», мы обычно сокращаем то, что на самом деле следует называть «самоиндуктивностью».

Когда ток течет по проводу, вокруг этого провода создается магнитное поле, сила поля которого пропорциональна силе тока, изменяющаяся по мере изменения тока.

Мы также знаем, что изменяющееся магнитное поле вызывает в проводе напряжение пропорционально силе поля и скорости его изменения.

Итак, если у нас есть провод с изменяющимся током, протекающим по нему (подумайте о переменном или постоянном токе с некоторой пульсацией), то он будет создавать вокруг себя изменяющееся магнитное поле. Это изменяющееся магнитное поле затем снова вызовет напряжение на том же самом проводе, но это индуцированное напряжение будет иметь полярность, противоположную напряжению исходного приложенного тока.

Поскольку индуцированное напряжение противостоит приложенному напряжению / току, очевидным эффектом является увеличенный импеданс (комплексное сопротивление или сопротивление с фазовым углом), и поскольку сила индуцированного напряжения увеличивается пропорционально частоте приложенного напряжения / тока (поскольку частота — это скорость изменения), импеданс катушки индуктивности увеличивается с частотой.

Индуктивность (в единицах Генри) индуктора является мерой этого эффекта самоиндукции.

(Собственная) индуктивность увеличивается за счет наматывания провода, так что все катушки вносят вклад в одно и то же магнитное поле.
Обертывание катушек вокруг магнитопроницаемого сердечника также увеличивает (само) индуктивность за счет «концентрации» магнитного поля.

Если вы ожидаете ответа типа

«R» проводника — насколько легко электроны проходят через него

(на самом деле следует сказать, насколько «сложно», а не «легко»)

Я бы сказал

«L» — насколько сложно переключиться на ток через компонент.

В дополнение к другим ответам, символ индуктивности — L, а не X. Символ индуктивного реактивного сопротивления — \ $ X_ {L} \ $, а для емкостного реактивного сопротивления — \ $ X_ {C} \ $.

В чем физический смысл индуктивности?

Хью Янг в своем учебнике University Physics [1] утверждает следующее: для катушки с \ $ N \ $ витками провода, по которому проходит ток \ $ i \ $, ток создает магнитный поток \ $ \ Phi_ { B} \ $, который проходит каждый ход.Индуктивность катушки \ $ L \ $ (также известная как самоиндуктивность ) равна

$$ L = \ frac {N \, \ Phi_ {B}} {i}

$

Катушки индуктивности накапливают энергию в поле магнитного потока \ $ \ Phi_ {B} \ $, величина которого является функцией тока, протекающего через катушку индуктивности:

$$ \ Phi_ {B} = \ frac {L \, i} {N}

$

Если электрический ток, протекающий через катушку индуктивности , со временем изменяется на \ $ \ frac {\ mathrm {d} i} {\ mathrm {d} t} \ neq 0 \ $, этот изменяющийся ток создает изменяющееся магнитное поле \ $ \ frac {\ mathrm {d} \ Phi_ {B}} {\ mathrm {d} t} \ neq 0 \ $, который, в свою очередь, создает ненулевую электродвижущую силу (ЭДС) \ $ \ varepsilon \ $ на индукторе , измеряется в единицах Вольт , полярность которого противодействует («сопротивляется») изменению в токе [1]:

$$ \ varepsilon = -L \ frac {\ mathrm {d} i} {\ mathrm {d} t} = -N \ frac {\ mathrm {d} \ Phi_ {B}} {\ mathrm {d} t}

$

Противодействием изменению тока является индуктивное реактивное сопротивление .

Если электрический ток, протекающий через катушку индуктивности, постоянен (не меняется со временем, он же постоянный ток ) \ $ \ frac {\ mathrm {d} i} {\ mathrm {d} t} = 0 \ $, поле магнитного потока \ $ \ Phi_ {B} \ $ не меняется со временем (его величина постоянна) \ $ \ frac {\ mathrm {d} \ Phi_ {B}} {\ mathrm {d} t} = 0 \ $, то ЭДС не создается, \ $ \ varepsilon = 0 \ $. Следовательно, идеальная катушка индуктивности (нулевое сопротивление) не препятствует протеканию через нее постоянного тока.

Когда идеальный индуктор с индуктивностью \ $ L \ $ приводится в действие синусоидальным током с радианной частотой \ $ \ omega \ $ (или частотой f), величина установившегося индуктивного сопротивления индуктора \ $ X_ {L} \ $ дает

$$ X_ {L} = j \ omega L = j2 \ pi fL

$

, где \ $ j = \ sqrt {-1} \ $.Это уравнение получено из векторного преобразования дифференциального уравнения первого порядка

$$ v_ {L} (t) = L \, \ frac {\ mathrm {d}} {\ mathrm {d} t} i_ {L} (t)

$

, где \ $ v_ {L} (t) \ $ — мгновенное напряжение на катушке индуктивности, а \ $ i_ {L} (t) \ $ — мгновенный синусоидальный ток через катушку индуктивности в момент времени t:

$$ i_ {L} (t) = I_ {m} cos (\ omega t + \ phi)

$

Список литературы

[1] Х. Янг. «Индуктивность», в University Physics , 8-е изд.Ридинг, Массачусетс: Addison-Wesley, 1992, гл. 31, стр. 869-870.

Общие сведения об индуктивности »Электроника

Понимание основ индуктивности позволяет более эффективно использовать катушки индуктивности и трансформаторы.

---

Индуктивность и руководство по трансформатору Включает:
Индуктивность Символы Закон Ленца Собственная индуктивность Расчет индуктивного реактивного сопротивления Теория индуктивного реактивного сопротивления Индуктивность проволоки и катушек Трансформеры

---

Индуктивность — ключевой параметр в электрических и электронных схемах.Подобно сопротивлению и емкости, это базовое электрическое измерение, которое в той или иной степени влияет на все цепи.

Индуктивность используется во многих областях электрических и электронных систем и схем. Компоненты могут быть разных форм и называться разными именами: катушки, катушки индуктивности, дроссели, трансформаторы и т. Д. . . Каждый из них также может иметь множество различных вариантов: с сердечником и без сердечника, а материалы сердечника могут быть разных типов.

Понимание индуктивности и различных форм и форматов катушек индуктивности и трансформаторов помогает понять, что происходит в электрических и электронных цепях.

Термин индуктивность был введен Оливером Хевисайдом в 1886 году. Обычно символ L используется для обозначений индукторов, показанных на принципиальных схемах, и индуктивности в уравнениях в честь физика Генриха Ленца.

Основы индуктивности

Индуктивность — это способность катушки индуктивности накапливать энергию в магнитном поле, создаваемом потоком электрического тока.

Энергия требуется для создания магнитного поля, и эта энергия должна высвобождаться при падении поля.

В результате магнитного поля, связанного с протеканием тока, индукторы генерируют противоположное напряжение, пропорциональное скорости изменения тока в цепи.

Индуктивность возникает из-за магнитного поля, создаваемого электрическими токами, протекающими в электрической цепи. Обычно катушки с проволокой используются, поскольку катушка увеличивает связь магнитного поля и усиливает эффект.

Есть два способа использования индуктивности:

• Самоиндукция: Самоиндукция — это свойство цепи, часто катушки, посредством чего изменение тока вызывает изменение напряжения в этой цепи из-за магнитного эффекта, вызванного протеканием тока.Можно видеть, что самоиндукция применяется к одной цепи — другими словами, это индуктивность, обычно в пределах одной катушки. Этот эффект используется в одиночных катушках или дросселях.
  
• Взаимная индуктивность: Взаимная индуктивность — это индуктивный эффект, когда изменение тока в одной цепи вызывает изменение напряжения во второй цепи в результате магнитного поля, которое связывает обе цепи. Этот эффект используется в трансформаторах.

Определение единиц индуктивности

При обозначении катушки индуктивности на принципиальной схеме или в уравнении обычно используется символ «L».На принципиальных схемах индукторы обычно пронумерованы, L1, L2 и т. Д.

Единицей индуктивности в системе СИ является генри, H, который можно определить как скорость изменения тока и напряжения.

Определение генри:

Индуктивность цепи равна одному генри, если скорость изменения тока в цепи составляет один ампер в секунду, и это приводит к электродвижущей силе в один вольт.

Один генри равен 1 Вб / А.

Индуктивность — что происходит

Когда ток течет внутри проводника, будь то прямой или в форме катушки, вокруг него создается магнитное поле, и это влияет на то, как нарастает ток после замыкания цепи.

С точки зрения того, как индуктивность влияет на электрическую цепь, это помогает посмотреть, как работает цепь, сначала для постоянного, а затем для переменного тока. Хотя они следуют одним и тем же законам и имеют одинаковые результаты, это помогает объяснению, пример постоянного тока проще, и тогда это объяснение можно использовать в качестве основы для случая переменного тока.

• Постоянный ток: По мере создания цепи ток начинает течь.Когда ток увеличивается до постоянного значения, создаваемое магнитное поле приобретает окончательную форму. Когда это происходит, магнитное поле изменяется, поэтому это индуцирует напряжение обратно в саму катушку, как и следовало ожидать в соответствии с законом Ленца.
  Катушка индуктивности в цепи с батареей и резистором Постоянная времени T в секундах цепи, которая будет включать значение индуктивности L Генри и соответствующее сопротивление цепи R Ом, может быть рассчитана как L / R. T — это время, за которое ток I amps повысится до 0.63 от его окончательного установившегося значения V / R. Энергия, запасенная в магнитном поле, составляет 1/2 L I ² .
  Повышение тока при приложении постоянного напряжения к катушке индуктивности Когда ток отключается, это означает, что фактически сопротивление цепи внезапно возрастает до бесконечности. Это означает, что отношение L / R становится очень малым, и магнитное поле очень быстро падает. Это представляет собой большое изменение магнитного поля, и, соответственно, индуктивность пытается поддерживать ток, и устанавливается противо-ЭДС, чтобы противодействовать этому, возникающему из-за энергии, хранящейся в магнитном поле.Напряжение означает, что на контакте переключателя могут появиться искры, особенно при разрыве контакта. Это приводит к появлению ямок на контактах и ​​износу любых механических переключателей. В электронных схемах эта обратная ЭДС может разрушить полупроводниковые устройства, поэтому часто используются способы уменьшения этой обратной ЭДС.
• Переменный ток: Для случая прохождения переменного тока через катушку индуктивности используются те же основные принципы, но, поскольку форма волны повторяется, мы склонны смотреть на то, как индуктор реагирует немного иначе, как так удобнее.

  По самой своей природе форма переменного сигнала постоянно меняется. Это означает, что результирующее магнитное поле всегда будет изменяться, и всегда будет создаваться наведенная обратная ЭДС. Результатом этого является то, что индуктор препятствует прохождению через него переменного тока из-за индуктивности. Это в дополнение к вызванному сопротивлением омическому сопротивлению провода.

  Это означает, что если омическое сопротивление катушки индуктивности низкое, она будет пропускать постоянный ток, постоянный ток с небольшими потерями, но может иметь высокое сопротивление для любого высокочастотного сигнала.Эта характеристика катушки индуктивности может использоваться для обеспечения того, чтобы любые высокочастотные сигналы не проходили через катушку индуктивности.

Еще одним аспектом индуктивности является то, что реактивное сопротивление катушки индуктивности и реактивное сопротивление конденсатора могут действовать вместе в цепи, подавляя друг друга. Это называется резонансом и широко используется в полосовых фильтрах.

Индуктивность проводов и катушек

Прямые провода и катушки имеют индуктивность. Обычно катушки используются для индукторов, потому что соединение магнитного поля между различными витками катушки увеличивает индуктивность и позволяет удерживать провод в меньшем объеме.

Для большинства низкочастотных приложений индуктивностью прямого провода можно пренебречь, но по мере увеличения частоты в диапазоне УКВ и за его пределы индуктивность самого провода может стать значительной, и соединения должны быть короткими, чтобы свести к минимуму эффекты. .

Доступно

расчетов, позволяющих достаточно точно рассчитать индуктивность проводов, но индуктивность катушек немного сложнее и зависит от множества факторов, включая форму катушки и постоянную материала внутри катушки и вокруг нее. .

Индуктивность — ключевой аспект проводов и катушек. Индуктивность — незаменимая характеристика, которая может быть очень полезна во многих схемах.

Дополнительные концепции и руководства по основам электроники:
Voltage Текущий Мощность Сопротивление Емкость Индуктивность Трансформеры Децибел, дБ Законы Кирхгофа Q, добротность Радиочастотный шум
Вернуться в меню «Основные понятия электроники».. .

Электронный — Физический смысл индуктивности — iTecTec

В дополнение к другим ответам, индуктивность обозначается L, а не X. Обозначение индуктивного реактивного сопротивления — \ $ X_ {L} \ $, а для емкостного реактивного сопротивления. это \ $ X_ {C} \ $.

В чем физический смысл индуктивности?

Хью Янг в своем учебнике University Physics [1] утверждает следующее: для катушки с \ $ N \ $ витками провода, по которому проходит ток \ $ i \ $, ток создает магнитный поток \ $ \ Phi_ {B} \ $, который проходит каждый ход.Индуктивность катушки \ $ L \ $ (также известная как самоиндуктивность ) равна

$$. L = \ frac {N \, \ Phi_ {B}} {i} $$

Катушки индуктивности накапливают энергию в поле магнитного потока \ $ \ Phi_ {B} \ $, величина которого зависит от тока, протекающего через катушку индуктивности:

$$ \ Phi_ {B} = \ frac {L \, i} {N} $$

Если электрический ток, протекающий через катушку индуктивности , со временем меняет \ $ \ frac {\ mathrm {d} i} {\ mathrm {d} t} \ neq 0 \ $, этот изменяющийся ток вызывает изменяющийся магнитный поле \ $ \ frac {\ mathrm {d} \ Phi_ {B}} {\ mathrm {d} t} \ neq 0 \ $, которое, в свою очередь, создает ненулевую электродвижущую силу (ЭДС) \ $ \ varepsilon \ $ на катушке индуктивности, измеряется в единицах Вольт , полярность которого противодействует («сопротивляется») изменению в токе [1]:

$$ \ varepsilon = -L \ frac {\ mathrm {d} i} {\ mathrm {d} t} = -N \ frac {\ mathrm {d} \ Phi_ {B}} {\ mathrm {d} t} $$

Противодействием изменению тока является индуктивное реактивное сопротивление .

Если электрический ток, протекающий через катушку индуктивности, постоянен (не меняется со временем, он же , постоянный ток ) \ $ \ frac {\ mathrm {d} i} {\ mathrm {d} t} = 0 \ $ , поле магнитного потока \ $ \ Phi_ {B} \ $ не меняется со временем (его величина постоянна) \ $ \ frac {\ mathrm {d} \ Phi_ {B}} {\ mathrm {d} t} = 0 \ $, то ЭДС не создается, \ $ \ varepsilon = 0 \ $. Следовательно, идеальная катушка индуктивности (нулевое сопротивление) не препятствует протеканию через нее постоянного тока.

Когда идеальный индуктор с индуктивностью \ $ L \ $ приводится в действие синусоидальным током с радианной частотой \ $ \ omega \ $ (или частотой f), величина установившегося индуктивного сопротивления индуктора \ $ X_ {L} \ $ задается

$$ X_ {L} = j \ omega L = j2 \ pi fL $$

, где \ $ j = \ sqrt {-1} \ $.Это уравнение получено из векторного преобразования дифференциального уравнения первого порядка

$$ v_ {L} (t) = L \, \ frac {\ mathrm {d}} {\ mathrm {d} t} i_ {L} (t) $$

, где \ $ v_ {L} (t) \ $ — мгновенное напряжение на катушке индуктивности, а \ $ i_ {L} (t) \ $ — мгновенный синусоидальный ток через катушку индуктивности в момент времени t:

$$ i_ {L} (t) = I_ {m} cos (\ omega t + \ phi) $$

Список литературы

[1] Х. Янг. «Индуктивность», в University Physics , 8-е изд.Ридинг, Массачусетс: Addison-Wesley, 1992, гл. 31, стр. 869-870.

определение в Кембриджском словаре английского языка

Они использовали метод, называемый взаимной индуктивностью , чтобы определить глубину проникновения магнитного поля (расстояние, которое магнитное поле проходит через сверхпроводник), которая указывает на плотность электронных пар. Напряжения в этом случае регулируются скоростью увеличения индуктивности пинча .

Еще примеры Меньше примеров

Достаточно быстрое увеличение этой индуктивности в конце времени накопления магнитной энергии обеспечивает увеличение мощности.Таким образом, напряжение на проводе получается как разница между измеренным напряжением и напряжением модели индуктивности .Это было сделано за счет увеличения части статической индуктивности , относящейся к линии передачи устройства.Основная цель данной статьи — изучить влияние изменения индуктивности на эмиссию ионного пучка. Для модели обычно требуются такие значения параметров, как удельное значение сопротивления, индуктивность , индуктивность и т. Д.Взаимная индуктивность двух спиральных антенн — это описание электромагнитно связанных индукторов. На основе сравнения и анализа получена оптимизированная структура обмотки с минимальной скоростью изменения взаимной индуктивности .Измерения взаимной индуктивности и проводились в точке резонансной частоты для каждой передачи сигнала. Результаты экспериментов сравниваются с результатами расчетов для подтверждения того, что расчетная модель взаимной индуктивности , основанная на филаментном методе, является более точной.Как и ожидалось, при уменьшении частоты лучший КПД достигается при более высоких значениях индуктивности и . На индуктивность также влияет зазор между дорожками и их ширина.Это обстоятельство обеспечило минимум индуктивности контура, образованного коаксиальной линией и газовым диодом. С другой стороны, коаксиальные обмотки разделяют весь путь магнитного потока трансформатора, что приводит к более низким индуктивностям рассеяния и, следовательно, более высокому коэффициенту связи.

Эти примеры взяты из корпусов и из источников в Интернете. Любые мнения в примерах не отражают мнение редакторов Cambridge Dictionary, Cambridge University Press или его лицензиаров.

Индуктивность — College Physics

Катушки индуктивности

Индукция — это процесс, при котором ЭДС индуцируется изменением магнитного потока.До сих пор обсуждалось множество примеров, некоторые из которых более эффективны, чем другие. Трансформаторы, например, спроектированы так, чтобы быть особенно эффективными при наведении желаемого напряжения и тока с очень небольшими потерями энергии в другие формы. Есть ли полезная физическая величина, связанная с тем, насколько «эффективно» данное устройство? Ответ — да, и эта физическая величина называется индуктивностью.

Взаимная индуктивность — это влияние закона индукции Фарадея для одного устройства на другое, например, первичная катушка, при передаче энергии вторичной обмотке в трансформаторе.См. (Рисунок), где простые катушки индуцируют ЭДС друг в друге.

Эти катушки могут вызывать ЭДС друг в друге, как неэффективный трансформатор. Их взаимная индуктивность M указывает на эффективность связи между ними. Здесь видно, что изменение тока в катушке 1 вызывает ЭДС в катушке 2. (Обратите внимание, что «индуцированная» представляет собой наведенную ЭДС в катушке 2.)

Во многих случаях, когда геометрия устройств является фиксированной, магнитный поток изменяется за счет изменения тока. Поэтому мы концентрируемся на скорости изменения тока как на причине индукции.Изменение тока в одном устройстве, катушка 1 на рисунке, вызывает в другом. Мы выражаем это в форме уравнения как

, где определяется как взаимная индуктивность между двумя устройствами. Знак минус является выражением закона Ленца. Чем больше взаимная индуктивность, тем эффективнее связь. Например, катушки на (Рисунок) имеют меньшие размеры по сравнению с катушками трансформатора на (Рисунок). Единицы измерения are, который назван генри (H) в честь Джозефа Генри. То есть, .

Природа здесь симметрична.Если мы изменим ток в катушке 2, мы индуцируем в катушке 1 ток, равный

.

где то же, что и для обратного процесса. Трансформаторы работают в обратном направлении с такой же эффективностью или взаимной индуктивностью .

Большая взаимная индуктивность может быть желательной, а может и нежелательной. Мы хотим, чтобы трансформатор имел большую взаимную индуктивность. Но такой прибор, как электрическая сушилка для одежды, может вызвать опасную ЭДС на корпусе, если взаимная индуктивность между его катушками и корпусом велика.Один из способов уменьшить взаимную индуктивность — это намотать катушки против ветра, чтобы нейтрализовать создаваемое магнитное поле. (См. (Рисунок).)

Нагревательные катушки электрической сушилки для белья могут быть намотаны в противоположную сторону, так что их магнитные поля нейтрализуют друг друга, что значительно снижает взаимную индуктивность по отношению к корпусу сушилки.

Самоиндуктивность, действие закона индукции Фарадея устройства на самого себя, также существует. Когда, например, увеличивается ток через катушку, магнитное поле и магнитный поток также увеличиваются, вызывая противоэдс, как того требует закон Ленца.И наоборот, если ток уменьшается, индуцируется ЭДС, которая препятствует уменьшению. Большинство устройств имеют фиксированную геометрию, поэтому изменение магнитного потока полностью связано с изменением тока через устройство. Индуцированная ЭДС связана с физической геометрией устройства и скоростью изменения тока. Выдается

, где — самоиндукция устройства. Устройство, которое демонстрирует значительную самоиндукцию, называется индуктором и обозначено символом на (Рисунок).

Знак минус является выражением закона Ленца, означающего, что ЭДС препятствует изменению тока.Единицами самоиндукции являются генри (Гн), как и для взаимной индуктивности. Чем больше самоиндукция устройства, тем сильнее оно сопротивляется любому изменению тока через него. Например, большая катушка с множеством витков и железным сердечником имеет большой размер и не позволит току быстро меняться. Чтобы избежать этого эффекта, необходимо добиться небольшого сопротивления, например, за счет встречной намотки катушек, как показано на (Рисунок).

Катушка индуктивности 1 Гн — это большая катушка индуктивности. Чтобы проиллюстрировать это, рассмотрим устройство, через которое протекает ток 10 А.Что произойдет, если мы попытаемся быстро отключить ток, возможно, всего за 1,0 мс? ЭДС, заданная параметром, будет противодействовать изменению. Таким образом, будет индуцирована ЭДС, заданная параметром . Положительный знак означает, что это большое напряжение направлено в том же направлении, что и ток, но противодействует его уменьшению. Такие большие ЭДС могут вызвать дуги, повредить коммутационное оборудование, и поэтому может потребоваться более медленное изменение тока.

Есть применение для такого большого наведенного напряжения. Во вспышках камеры используются батарея, два индуктора, которые работают как трансформатор, и система переключения или генератор для создания больших напряжений.(Помните, что нам нужно изменяющееся магнитное поле, вызванное изменяющимся током, чтобы вызвать напряжение в другой катушке.) Система генератора будет делать это много раз, когда напряжение батареи повышается до более чем тысячи вольт. (Вы можете услышать пронзительный вой от трансформатора, когда конденсатор заряжается.) Конденсатор сохраняет высокое напряжение для последующего использования для питания вспышки. (См. (Рисунок).)

Благодаря быстрому переключению катушки индуктивности можно использовать батареи 1,5 В для индукции ЭДС в несколько тысяч вольт.Это напряжение можно использовать для хранения заряда в конденсаторе для последующего использования, например, в насадке для вспышки камеры.

Можно произвести расчеты для индуктора, учитывая его геометрию (размер и форму) и зная магнитное поле, которое он создает. В большинстве случаев это сложно из-за сложности создаваемого поля. Итак, в этом тексте индуктивность — это обычно заданная величина. Единственным исключением является соленоид, потому что он имеет очень однородное поле внутри, почти нулевое поле снаружи и простую форму.Поучительно вывести уравнение для его индуктивности. Начнем с того, что наведенная ЭДС определяется законом индукции Фарадея как и, согласно определению самоиндукции, как . Приравнивая эти доходности

Решение для дает

Это уравнение для самоиндукции устройства всегда верно. Это означает, что самоиндукция зависит от того, насколько эффективен ток для создания магнитного потока; чем эффективнее, тем больше /.

Давайте воспользуемся этим последним уравнением, чтобы найти выражение для индуктивности соленоида.Поскольку площадь соленоида фиксирована, изменение магнитного потока составляет. Чтобы найти, отметим, что магнитное поле соленоида равно. (Здесь, где — количество катушек, а — длина соленоида.) Меняется только ток, так что. Подстановка в дает

Это упрощается до

Это самоиндукция соленоида, имеющего площадь поперечного сечения и длину. Обратите внимание, что индуктивность зависит только от физических характеристик соленоида, в соответствии с его определением.

Расчет самоиндукции соленоида среднего размера

Рассчитайте самоиндукцию соленоида длиной 10,0 см и диаметром 4,00 см, который имеет 200 катушек.

Стратегия

Это прямое приложение, поскольку все величины в уравнении, кроме.

Решение

Используйте следующее выражение для самоиндукции соленоида:

Площадь поперечного сечения в этом примере равна 200, а длина равна 0.100 м. Мы знаем проницаемость свободного пространства. Подставляя их в выражение для дает

Обсуждение

Этот соленоид среднего размера. Его индуктивность около миллигенри также считается умеренной.

Одно из распространенных применений индуктивности используется в светофорах, которые могут определить, когда автомобили ждут на перекрестке. Электрическая цепь с индуктором размещается на дороге под местом остановки ожидающей машины. Кузов автомобиля увеличивает индуктивность, и схема изменяется, посылая сигнал на светофор, чтобы изменить цвет.Точно так же металлоискатели, используемые для безопасности аэропортов, используют ту же технику. Катушка или индуктор в корпусе металлоискателя действует как передатчик и как приемник. Импульсный сигнал в катушке передатчика вызывает сигнал в приемнике. На самоиндукцию цепи влияет любой металлический предмет на пути. Такие детекторы могут быть настроены на чувствительность, а также могут указывать приблизительное местонахождение обнаруженного на человеке металла. (Но они не смогут обнаружить пластиковую взрывчатку, подобную той, которая была обнаружена на «бомбардировщике в нижнем белье.») См. (Рисунок).

Знакомые ворота безопасности в аэропорту могут не только обнаруживать металлы, но и указывать их приблизительную высоту над полом. (Источник: Alexbuirds, Wikimedia Commons)

где — самоиндукция катушки индуктивности, а — скорость изменения тока через нее. Знак минус указывает на то, что ЭДС противодействует изменению тока, как того требует закон Ленца. Единицей самоиндукции и взаимной индуктивности является генри (H), где. Самоиндукция индуктора пропорциональна тому, насколько поток изменяется с Текущий.Для поворотной катушки индуктивности

, где — количество витков в соленоиде, — площадь его поперечного сечения, — длина и — проницаемость свободного пространства. Энергия, запасенная в катушке индуктивности, равна

. Индуктивность — 25 определений. — Энцикло

Индуктивность

1) Индукция 2) Физические свойства
Найдено на https://www.crosswordclues.com/clue/inductance

---

Индуктивность

1) Индуктор
Найдено на https://www.crosswordclues.com/clue/inductance

---

Индуктивность

В электромагнетизме и электронике индуктивность — это свойство проводника, с помощью которого изменение тока, протекающего по нему, «индуцирует» (создает) напряжение (электродвижущую силу) как в самом проводнике (самоиндукция), так и в любом соседнем проводнике. проводники (взаимная индуктивность).Эти эффекты получены из двух фундаментальных наблюдений физики: …..
Найдено на http://en.wikipedia.org/wiki/Inductance

---

Inductance

• (n.) Емкость для индукции; коэффициент самоиндукции.
Найдено на http://thinkexist.com/dictionary/meaning/inductance/

---

индуктивность

свойство проводника (часто в форме катушки), которое измеряется величиной электродвижущей силы или напряжения, наведенного в это, по сравнению … [2 статьи по теме]
Найдено на http: // www.britannica.com/eb/a-z/i/19

---

индуктивность

Величина магнитного потока (F), создаваемого для данного электрического тока (I). Индуктивность L = F / I. В системе СИ единица индуктивности — генри.
Найдено на http://www.daviddarling.info/encyclopedia/I/inductance.html

---

индуктивность

для индуктивного двухполюсного элемента с выводами A и B, отношение его связанного потока? по электрическому току i в элементе: где знак? определяется путем взятия напряжения во временном интеграле, определяющем связанный поток, как линейный интеграл напряженности электрического поля от A до B, и где ток считается положительным, если его di…..
Найдено на http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=131-12-19

---

Индуктивность

измерение способности проводника сопротивляться изменению тока; аналогично способности объекта сопротивляться изменению скорости.
Найдено на http://www.empiremagnetics.com/glossary/glossary.htm#A

---

Индуктивность

Свойство электрической цепи, с помощью которого переменный ток в ней создает переменное магнитное поле, которое создает напряжения в той же цепи или в соседней цепи.Измеряется в генри.
Найдено на http://www.encyclo.co.uk/local/20447

---

Индуктивность

Свойство электрической цепи (переменного тока) препятствовать протеканию тока посредством создания электромагнитного поля в противоположном направлении. направление потока.
Найдено на http://www.encyclo.co.uk/local/20474

---

Индуктивность

Свойство проводника, при котором в нем индуцируется напряжение в результате изменения тока.
Найдено на http: //www.encyclo.co.uk/local/20510

---

индуктивность

Характеристика, связывающая магнитный поток, генерируемый через петлю из проводов, с током в проводах, Phi = LI. … (09 октября 1997 г.) …
Найдено на http://www.encyclo.co.uk/local/20973

---

Индуктивность

In · duc’tance существительное (Электричество) Емкость для индукция; коэффициент самоиндукции. »Единица индуктивности — генри .
Найдено на http://www.encyclo.co.uk/webster/I/47

---

Индуктивность

Сопротивление катушки с проволокой быстро меняющимся токам, которое увеличивается с частотой.(Акустика)
Найдено на http://www.filmland.com/glossary/Dictionary.html#A

---

индуктивность

(L) Тип: Термин Произношение: in-dŭk′tans Определения: 1. Коэффициент электромагнитного индукция; единицей индуктивности является генри.
Найдено на http://www.medilexicon.com/medicaldictionary.php?t=44281

---

Индуктивность

В электронике индуктивность — это свойство цепи, посредством которой электродвижущая сила создается из-за изменения магнитного поля. поток через цепь.
Найдено на http://www.probertencyclopaedia.com/browse/GI.HTM

---

Индуктивность

(L) L в LCR, индуктивность — это мера того, насколько легко компонент может накапливать энергию в магнитном поле. Единицей измерения индуктивности является генри
. Найдено на http://www.used-line.com/glossaries/glossary.cfm?g_id=29

---

индуктивность

[ n] — (физика) свойство электрическая цепь, в которой электродвижущая сила индуцируется в ней изменением тока
Найдено на http: // www.webdictionary.co.uk/definition.php?query=inductance

---

индуктивность

индуктивность 1. Свойство электрической цепи, с помощью которой в ней индуцируется электродвижущая сила в результате изменения магнитного потока. 2. Элемент схемы, обычно проводящая катушка, в которой электродвижущая сила создается за счет электромагнитной индукции. 3. Это свойство схемы или устройства, в силу которого любое изменение тока …
Найдено на http://www.wordinfo.info/words/index/info/view_unit/2734/7

---

Индуктивность

1 ) Свойство цепи, в которой изменение тока вызывает электродвижущую силу.2) Магнитная составляющая импеданса.
Найдено на http://www.youngco.com/young2.asp?ID=4&Type=3

---

Индуктивность

Индуктивность — это свойство электрической цепи накапливать магнитную энергию при прохождении тока. В системе СИ единица индуктивности — генри. Электродвижущая сила 1 вольт индуцируется в цепи с индуктивностью 1 генри, когда изменение тока составляет 1 ампер в секунду. См. Также: Распределенная индуктивность, Генри, Мост Уитстона.
Найдено на https: // www.encyclo.co.uk/local/20687

---

Индуктивность

Свойство электрической цепи или устройства, с помощью которого в самой цепи индуцируется электродвижущая сила в результате противодействия изменению магнитного потока или протекания тока.
Найдено на https://www.encyclo.co.uk/local/20820

---

индуктивность

В физике явление, при котором изменяющийся ток в цепи создает магнитное поле, которое индуцирует электродвижущую силу в той же цепи и противодействие току (самоиндукция) или в другой цепи (взаимная индуктивность).Единица измерения индуктивности в системе СИ — генри (символ H). Компонент, предназначенный для введения индуктивности в цепь …
Найдено на https://www.encyclo.co.uk/local/21221

---

индуктивность

(1) Свойство электрической цепи, с помощью которой в ней изменяется переменный ток.