|
|
|
ИНДУКЦИЯЗакон Фарадея о магнитной индукции гласит, что индуцированное напряжение или электродвижущая сила (э.д.с.) в контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока Фв, сквозь поверхность ограниченную этим контуром. Поскольку скорость изменения потока выражается в вебер/секунду, э.д.с. измеряется в вольтах. Знак минус показывает направление индуцированной э.д.с. При прохождении через соленоид переменного магнитного потока, полная э.д.с. получается из суммы э.д.с, индуцируемых в каждом витке. В 1831 году, Майкл Фарадей в Англии и Джозеф Генри в США открыли фундаментальное явление электромагнетизма: способность изменяющегося магнитного поля индуцировать в проводнике электрический ток. При этом не важен способ получения магнитного поля — при помощи соленоида или постоянного магнита, эффект будет тем же самым. Пока магнитное поле будет меняться, электрический ток будет течь. В стационарном поле ток образовываться не будет. Если все витки соленоида имеют одинаковую площадь поперечного сечения, через них будут проходить равные магнитные потоки, тогда индуцированное напряжение можно найти по формуле. Это выражение имеет большее практическое применение при разработке сенсоров. Оно означает, что навести напряжение в контуре можно, изменяя либо магнитную индукцию (В), либо площадь контура (А). Величина этого напряжения зависит от следующих факторов: • Движения источника магнитного поля (магнита, катушки, провода и т.д.) • Изменения тока в катушке или проводе, индуцирующего магнитное поле • Изменения ориентации источника магнитного поля по отношению к контуру • Изменения геометрии контура (к примеру, его растяжения или сжатия, или изменения в нем числа витков) Если электрический ток протекает через катушку, находящуюся в непосредственной близости от другой катушки, из закона Фарадея рекомендуется, что во второй катушке будет также индуцирована э.д.с. Однако магнитный поток проникнет не только во вторую катушку, но и в первую. Это означает, что в первой катушке магнитное поле также наведет э.д.с. Это явление называется самоиндукцией, а результирующее напряжение — э.д.с. самоиндукции Таким образом, если в окрестности индуктора (устройства, обладающего индуктивностью) нет никаких магнитных материалов, его индуктивность определяется уравнением (3.41) и зависит только от геометрии устройства. В системе СИ индуктивность измеряется в (Вольтхсекунда)/Ампер. Эта единица названа в честь американского физика Джозефа Генри (1797–1878): 1 Генри = 1 Вольтхсекунду/Ампер и обозначается Гн. Из уравнения (3.41) можно сделать несколько выводов: • Индуцированное напряжение пропорционально скорости изменения тока через индуктор • В случае постоянного тока индуцированное напряжение равно нулю • Индуцированное напряжение линейно связано со скоростью изменения тока • Полярность индуцированного напряжения будет разной при увеличении и уменьшении скорости тока, текущего в одном и том же направлении • Индуцированное напряжение всегда противостоит изменению тока Также как и в случае емкости на величину индуктивности влияют геометрические факторы. (3.47) А для катушки, намотанной на тороид (рис. 3.15Б), взаимную индуктивность можно найти по формуле:
Рис. 3.15 Определение взаимной индуктивности: А — в
соленоиде, Б — в тороиде
.
Информация исключительно в ознакомительных целях. При использовании материалов этого сайта ссылка обязательна.Правообладатели статей являются их правообладателями. |
По вопросам размещения статей пишите на email:
|
