Дайте определение явления самоиндукции: Явление самоиндукции — определение, формулы, примеры

Содержание

Явление самоиндукции — определение, формулы, примеры

Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).

Магнитный поток

Прежде чем говорить об электромагнитной индукции и самоиндукции, нам нужно определить сущность магнитного потока.

Представьте, что вы взяли в руки обруч и вышли на улицу в ливень. Потоки воды будут проходить через обруч.


Если держать обруч горизонтально, то через него пройдет много воды. А если начать его поворачивать — уже меньше, потому что он расположен не под прямым углом к вертикали.


Теперь давайте поставим обруч вертикально — ни одной капли не пройдет сквозь него (если ветер не подует, конечно).


Магнитный поток очень похож на поток воды, проходящей через обруч, только считаем мы величину прошедшего через площадь магнитного поля, а не дождя.

Магнитным потоком через площадь ​S​ контура называют скалярную физическую величину, равную произведению:

  • модуля вектора магнитной индукции ​B​,
  • площади поверхности ​S​, которую пронизывает поток,
  • и косинуса угла ​α​ между направлением вектора магнитной индукции и вектора нормали (перпендикуляра к плоскости данной поверхности).


Магнитный поток


Ф — магнитный поток [Вб]

B — магнитная индукция [Тл]

S — площадь пронизываемой поверхности [м2]

n — вектор нормали (перпендикуляр к поверхности) [-]

Магнитный поток можно наглядно представить как величину, пропорциональную числу магнитных линий, проходящих через данную площадь.

В зависимости от угла ​α магнитный поток может быть положительным (α < 90°) или отрицательным (α > 90°). Если α = 90°, то магнитный поток равен 0.

Изменить магнитный поток можно, меняя площадь контура, модуль индукции поля или расположение контура в магнитном поле (поворачивая его).

В случае неоднородного магнитного поля и неплоского контура магнитный поток находят как сумму магнитных потоков, пронизывающих площадь каждого из участков, на которые можно разбить данную поверхность.

Электромагнитная индукция

Электромагнитная индукция — явление возникновения тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего его.

Явление электромагнитной индукции открыл Майкл Фарадей в ходе серии опытов.

Опыт раз. На одну непроводящую основу намотали две катушки таким образом, что витки одной катушки были расположены между витками второй. Витки первой катушки были замкнуты на гальванометр, а второй — подключены к источнику тока.

При замыкании ключа и протекании тока по второй катушке в первой возникал импульс тока. При размыкании ключа также наблюдался импульс тока, но ток через гальванометр тек в противоположном направлении.

Опыт два. Первую катушку подключили к источнику тока, а вторую — к гальванометру. При этом вторая катушка перемещалась относительно первой. При приближении или удалении катушки фиксировался ток.

Опыт три. Катушку замкнули на гальванометр, а магнит передвигали относительно катушки.


Вот что показали эти опыты:

  1. Индукционный ток возникает только при изменении линий магнитной индукции.

  2. Направление тока различается при увеличении числа линий и при их уменьшении.

  3. Сила индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока. При этом как само поле может изменяться, так и контур может перемещаться в неоднородном магнитном поле.

Почему возникает индукционный ток?

Ток в цепи может существовать, когда на свободные заряды действуют сторонние силы. Работа этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль замкнутого контура равна электродвижущей силе (ЭДС).

Значит, при изменении числа магнитных линий через поверхность, ограниченную контуром, в нем появляется ЭДС, которую называют ЭДС индукции.

Самоиндукция

Представим себе любую электрическую цепь, параметры которой можно менять. Если мы изменим силу тока в этой цепи — например, подкрутим реостат или подключим другой источник тока — произойдет изменение магнитного поля. В результате этого изменения в цепи возникнет дополнительный индукционный ток за счет электромагнитной индукции, о которой мы говорили выше. Такое явление называется самоиндукцией, а возникающий при этом ток — током самоиндукции.

Формула магнитного потока для самоиндукции

Ф = LI

Ф — собственный магнитный поток [Вб]

L

— индуктивность контура [Гн]

I — сила тока в контуре [А]

Онлайн-подготовка к ОГЭ по физике поможет снять стресс перед экзаменом и получить высокий балл.

Самоиндукция — это возникновение в проводящем контуре ЭДС, создаваемой вследствие изменения силы тока в самом контуре.

Самоиндукция чем-то напоминает инерцию: как в механике нельзя мгновенно остановить движущееся тело, так и ток не может мгновенно приобрести определенное значение за счет самоиндукции.

Представим цепь, состоящую из двух одинаковых ламп, параллельно подключенных к источнику тока. Если мы последовательно со второй лампой включим в эту цепь катушку, то при замыкании цепи произойдет следующее:

  • первая лампа загорится практически сразу,
  • вторая лампа загорится с заметным запаздыванием.


При размыкании цепи сила тока быстро уменьшается, и возникающая ЭДС самоиндукции препятствует уменьшению магнитного потока. При этом индуцированный ток направлен так же, как и исходный. ЭДС самоиндукции может во многом раз превысить внешнюю ЭДС. Поэтому электрические лампочки так часто перегорают при отключении света.

ЭДС самоиндукции


ξis — ЭДС самоиндукции [В]

ΔФ/Δt — скорость изменения магнитного потока [Вб/с]

ΔI/Δt — скорость изменения силы тока в контуре [А/с]

L — индуктивность [Гн]

Знак минуса в формуле закона электромагнитной индукции указывает на то, что ЭДС индукции препятствует изменению магнитного потока, который вызывает ЭДС. При решении расчетных задач знак минуса не учитывается.

Индуктивность

Индуктивность — это способность накапливать магнитное поле. Она характеризует способность проводника сопротивляться электрическому току. Проще всего это делать с помощью катушки, потому что катушка состоит из витков, которые представляют собой контуры. Вспомните про магнитный поток и обруч под дождем — в контуре создается магнитный поток. Где поток, там и электромагнитная индукция.

Индуктивность контура зависит от его формы и размеров, от магнитных свойств окружающей среды и не зависит от силы тока в контуре.

Можно ли увеличивать индуктивность катушки?

Конечно! Можно увеличить число витков, например. Или поместить в центр катушки железный сердечник.

Как работает катушка

Вокруг каждого проводника, по которому протекает ток, образуется магнитное поле. Если поместить проводник в переменное поле — в нем возникнет ток.

Магнитные поля каждого витка катушки складываются. Поэтому вокруг катушки, по которой протекает ток, возникает сильное магнитное поле. При изменении силы тока в катушке будет изменяться и магнитный поток вокруг нее.

Задачка раз

На рисунке приведен график зависимости силы тока от времени в электрической цепи, индуктивность которой 1 мГн. Определите модуль ЭДС самоиндукции в интервале времени от 15 до 20 с. Ответ выразите в мкВ.


Решение

За время от 15 до 20 с сила тока изменилась от 20 до 0 мА. Модуль ЭДС самоиндукции равен:


Ответ: модуль ЭДС самоиндукции с 15 до 20 секунд равен 4 мкВ.

Задачка два

По проволочной катушке протекает постоянный электрический ток силой 2 А. При этом поток вектора магнитной индукции через контур, ограниченный витками катушки, равен 4 мВб. Электрический ток какой силы должен протекать по катушке для того, чтобы поток вектора магнитной индукции через указанный контур был равен 6 мВб?

Решение

При протекании тока через катушку индуктивности возникает магнитный поток, численно равный Ф = LI.

Отсюда индуктивность катушки равна:


Тогда для достижения значений потока вектора магнитной индукции в 6 мВб ток будет равен:


Ответ: для достижения значений потока вектора магнитной индукции в 6 мВб необходим ток в 3 А.

Явление самоиндукции.Индуктивность. Энергия магнитного поля тока. Работа поля. Тесты, курсы по физике

Тестирование онлайн

  • Явление самоиндукции. Индуктивность. Основные понятия

  • Явление самоиндукции. Энергия магнитного поля

Явление самоиндукции

Мы уже изучили, что около проводника с током возникает магнитное поле. А также изучили, что переменное магнитное поле порождает ток (явление электромагнитной индукции). Рассмотрим электрическую цепь. При изменении силы тока в этой цепи произойдет изменение магнитного поля, в результате чего в этой же цепи возникнет дополнительный индукционный ток. Такое явление называется самоиндукцией, а ток, возникающий при этом, называется током самоиндукции.

Явление самоиндукции — это возникновение в проводящем контуре ЭДС, создаваемой вследствие изменения силы тока в самом контуре.

Индуктивность контура зависит от его формы и размеров, от магнитных свойств окружающей среды и не зависит от силы тока в контуре.

ЭДС самоиндукции определяется по формуле:

Явление самоиндукции подобно явлению инерции. Так же, как в механике нельзя мгновенно остановить движущееся тело, так и ток не может мгновенно приобрести определенное значение за счет явления самоиндукции. Если в цепь, состоящую из двух параллельно подключенных к источнику тока одинаковых ламп, последовательно со второй лампой включить катушку, то при замыкании цепи первая лампа загорается практически сразу, а вторая с заметным запаздыванием.

При размыкании цепи сила тока быстро уменьшается, и возникающая ЭДС самоиндукции препятствует уменьшению магнитного потока. При этом индуцированный ток направлен так же, как и исходный. ЭДС самоиндукции может во многом раз превысить внешнюю ЭДС. Поэтому электрические лампочки очень часто перегорают при выключении света.

Энергия магнитного поля

Энергия магнитного поля контура с током:

Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля.

    

 Самоиндукция — является важным частным случаем электромагнитной индукции, когда изменяющийся магнитный поток, вызывающий ЭДС индукции, создается током в самом контуре. Если ток в рассматриваемом контуре по каким-то причинам изменяется, то изменяется и магнитное поле этого тока, а, следовательно, и собственный магнитный поток, пронизывающий контур. В контуре возникает ЭДС самоиндукции, которая согласно правилу Ленца препятствует изменению тока в контуре.
     Явление самоиндукции подобно явлению инерции. Так же, как в механике нельзя мгновенно остановить движущееся тело, так и ток не может мгновенно приобрести определенное значение за счет явления самоиндукции. Если в цепь, состоящую из двух параллельно подключенных к источнику тока одинаковых ламп, последовательно со второй лампой включить катушку, то при замыкании цепи первая лампа загорается практически сразу, а вторая с заметным запаздыванием.

При размыкании цепи сила тока быстро уменьшается, и возникающая ЭДС самоиндукции препятствует уменьшению магнитного потока. При этом индуцированный ток направлен так же, как и исходный. ЭДС самоиндукции может во многом раз превысить внешнюю ЭДС. Поэтому электрические лампочки очень часто перегорают при выключении света.

Собственный магнитный поток Φ, пронизывающий контур или катушку с током, пропорционален силе тока I:  Коэффициент пропорциональности L в этой формуле называется коэффициентом самоиндукции или индуктивностью катушки. Единица индуктивности в СИ называетсягенри (Гн). Индуктивность контура или катушки равна 1 Гн, если при силе постоянного тока 1 А собственный поток равен 1 Вб: 
1 Гн = 1 Вб / 1 А.

В качестве примера рассчитаем индуктивность длинного соленоида, имеющего N витков, площадь сечения S и длину l. Магнитное поле соленоида определяется формулой 

где I – ток в соленоиде, n = N / e – число витков на единицу длины соленоида.

Магнитный поток, пронизывающий все N витков соленоида, равен 

Φ = B S N = μ0 n2 S l I.

Следовательно, индуктивность соленоида равна 

L = μ0 n2 S l = μ0 n2 V,
где V = Sl – объем соленоида, в котором сосредоточено магнитное поле. Полученный результат не учитывает краевых эффектов, поэтому он приближенно справедлив только для достаточно длинных катушек. Если соленоид заполнен веществом с магнитной проницаемостью μ, то при заданном токе I индукция магнитного поля возрастает по модулю в μ раз, поэтому индуктивность катушки с сердечником также увеличивается в μ раз: 
Lμ = μ L = μ0 μ n2 V.
ЭДС самоиндукции, возникающая в катушке с постоянным значением индуктивности, согласно закона Фарадея равна 

ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна индуктивности катушки и скорости изменения силы тока в ней.

Магнитное поле обладает энергией. Подобно тому, как в заряженном конденсаторе имеется запас электрической энергии, в катушке, по виткам которой протекает ток, имеется запас магнитной энергии. Если включить электрическую лампу параллельно катушке с большой индуктивностью в электрическую цепь постоянного тока, то при размыкании ключа наблюдается кратковременная вспышка лампы. Ток в цепи возникает под действием ЭДС самоиндукции. Источником энергии, выделяющейся при этом в электрической цепи, является магнитное поле катушки.


Магнитная энергия катушки. При размыкании ключа K лампа ярко вспыхивает

Из закона сохранения энергии следует, что вся энергия, запасенная в катушке, выделится в виде джоулева тепла. Если обозначить через R полное сопротивление цепи, то за время Δt выделится количество теплоты ΔQ = I2 R Δt.

Ток в цепи равен 

Выражение для ΔQ можно записать в виде 

ΔQ = –L I ΔI = –Φ (I) ΔI.

В этом выражении ΔI < 0; ток в цепи постепенно убывает от первоначального значения I0 до нуля. Полное количество теплоты, выделившейся в цепи, можно получить, выполнив операцию интегрирования в пределах от I0 до 0. Это дает 

Эту формулу можно получить графическим методом, изобразив на графике зависимость магнитного потока Φ (I) от тока I  Полное количество выделившейся теплоты, равное первоначальному запасу энергии магнитного поля, определяется площадью изображенного  треугольника.


Вычисление энергии магнитного поля

Таким образом, энергия Wм магнитного поля катушки с индуктивностью L, создаваемого током I, равна 



???Вопросы

  1. В чем заключается явление самоиндукции?
  2. В каких опытах можно наблюдать это явление?
  3. Дайте определение индуктивности? В каких единицах СИ она измеряется?
  4. Как вычислить энергию магнитного поля катушки с током?
Домашнее задание упр. №25


1. Фотометрия.

%PDF-1.6 % 1 0 obj > /Metadata 4 0 R /OCProperties > > > ] /ON [ 5 0 R ] /Order [ ] /RBGroups [ ] >> /OCGs [ 5 0 R ] >> /Pages 7 0 R /StructTreeRoot 35 0 R /Type /Catalog >> endobj 2 0 obj /CreationDate (D:20130710112635+03’00’) /Creator (Microsoft Word 2013) /ModDate (D:20130710112708+03’00’) /Producer (Microsoft Word 2013) /Title >> endobj 3 0 obj > /Font > >> /Fields 123 0 R >> endobj 4 0 obj > stream application/pdf

  • Юра
  • 1. Фотометрия.
  • 2013-07-10T11:26:35+03:00Microsoft® Word 20132013-07-10T11:27:08+03:002013-07-10T11:27:08+03:00Microsoft® Word 2013uuid:60cd9521-8d4c-46e7-9d46-56174660466auuid:54d019a3-33c0-4b88-a72b-8f6fde995ecb endstream endobj 5 0 obj > /PageElement > /Print > /View > >> >> endobj 6 0 obj > stream x͚n6|9_`m($(P, W(R ?»tX dDbdQ|SR>HCUW)&xŁAYc妨KQINܤ2ʅu

    %S{

    #EAEUJbykQҿQȉKrE_>~TMYK^Qsy`!r’&BʽPr/{^(Bʽps/{W\kUs]ݫlڛZҜnڅj]-Ojq[ڛ叾#~Z|}

    Зачет «Электродинамика» | Клуб юных физиков

    Раздел 1: Законы постоянного тока

    1. Что называется электрическим током?
    2. При каких условиях возможно существование тока в проводнике? Что составляет основу электрической цепи? Нарисуйте схему простейшей электрической цепи и объясните условно графические обозначения ее элементов.
    3. О наличии тока в проводнике можно судить по тем действиям или явлениям, которыми сопровождается ток. Назовите их.
    4. Какая цепь называется наразветвленной, разветвленной? Что такое узел, ветвь, контур цепи?
    5. Что называют вольт-амперной характеристикой участка цепи?
    6. Сформулируйте и запишите закон Ома для участка цепи. Что называется электрической проводимостью и электрическим сопротивлением? Укажите единицы их измерения.
    7. Каковы особенности последовательного соединения проводников?
    8. Каковы особенности параллельного соединения проводников?
    9. Дайте определение электродвижущей силы (ЭДС). В каких единицах она измеряется? Что характеризует ЭДС?
    10. Запишите закон Ома для замкнутой (полной) цепи.
    11. Какую роль играет источник тока в электрической цепи? Какие источники тока вам известны?
    12. За счет какой энергии происходит нагревание проводника при протекании по нему электрического тока? Сформулируйте и запишите закон Джоуля — Ленца.
    13. Мощность тока. КПД источника тока.

     

    Раздел 2: Магнитное поле (МП). Взаимодействие токов с МП. Действие МП на движущиеся заряды

    1. Что такое магнитное поле? Чем обусловлено его существование? Каковы главные свойства магнитного поля?
    2. Опишите опыты, с помощью которых можно качест­венно изучать свойства магнитного поля. Можно ли создать обособленный элемент тока для исследования свойств магнитного поля аналогично тому, как изучаются свойства электростатического поля с по­мощью пробного заряда?
    3. Какая величина служит характеристикой магнит­ного поля? Дайте ее определение. В каких единицах она измеряется?
    4. Дайте определение единицы силы тока.
    5. Что такое линии индукции (силовые линии) магнит­ного поля?
    6. Чем отличаются магнитные силовые линии от электро­статических?
    7. С помощью какого правила можно определить на­правление линий магнитной индукции? Как опытным путем можно определить направление линий индукции магнит­ного поля прямого проводника с током, витка с током, катушки с током?
    8. Какое ориентирующее действие оказывает магнитное поле на маленькую рамку с током или магнитную стрелку, помещенные в это поле? Проиллюстрируйте это на при­мерах.
    9. Чем определяется геометрия (картина линий ин­дукции) магнитного поля? Нарисуйте картину линий индукции простейших контуров с током: прямого провод­ника, витка, соленоида.
    10. В чем сущность принципа суперпозиции для маг­нитных полей?
    11. По каким признакам устанавливают, что поле однородное, неоднородное, стационарное, нестационарное?
    12. По какой формуле вычисляется индукция магнитно­го поля, создаваемого бесконечно длинным прямолинейным проводником с током?
    13. Чему равно значение магнитной постоянной? Может ли магнитное поле существовать в прост­ранстве, лишенном воздуха?
    14. Сформулируйте закон Ампера. От чего зависит величина силы, действующей на проводник с током в маг­нитном поле? Сформулируйте правило левой руки.
    15. Покажите на рисунке направление сил магнитного взаимодействия параллельных и антипараллельных токов. От чего зависит величина силы магнитного взаимодействия этих токов?
    16. От чего зависит величина силы Лоренца? Как на­правлена сила Лоренца? Как действует магнитное поле на положительно заряженную частицу (отрицательно за­ряженную частицу), движущуюся в однородном магнит­ном поле перпендикулярно к линиям индукции?
    17. Опишите поведение заряженной частицы, движу­щейся в магнитном поле: а) частица влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции; б) вле­тает под углом к линиям индукции; в) движется вдоль линии индукции.
    18. Опишите устройство циклотрона. Что лежит в осно­ве принципа действия циклотрона?

     

    Раздел 3: Электромагнитная индук­ция. Индуктивность

    1. Что называется потоком  магнитной индукции? Каковы единицы измерения потока магнитной индукции?
    2. В чем сущность явления электромагнитной индук­ции?
    3. Сформулируйте закон электромагнитной индукции. От чего зависит ЭДС электромагнитной индукции?
    4. Как определить направление индукционного тока правилом Ленца? Сформулируйте и объясните его.
    5. По какой формуле определяется ЭДС индукции и какой физический смысл имеет знак «минус» в этой формуле?
    6. Объясните возникновение ЭДС индукции в движу­щихся  проводниках.  Каковы причины возникновения индукционного тока в замкнутом контуре, находящемся в изменяющемся магнитном поле?
    7. Каковы свойства индуцированного электрического поля?
    8. Что такое токи Фуко?
    9. В чем сущность явления самоиндукции? Нарисуйте схему установки, с помощью которой можно наблюдать проявления самоиндукции. От чего зависит ЭДС само­индукции?
    10. Явление самоиндукции подобно явлению инерции в механике. Как следует понимать эту аналогию?
    11. Что называется индуктивностью? В каких единицах она измеряется? Что характеризует индуктивность?
    12. Запишите формулу энергии магнитного поля тока, плотности энергии магнитного поля.
    13. В чем заключается сущность гипотезы Ампера о магнитных свойствах вещества?
    14. Приведите классификацию магнетиков. Перечисли­те, какими свойствами обладает каждый из них.
    15. Какова природа ферромагнетизма? Объясните до­менную структуру ферромагнетика. От чего зависит маг­нитная проницаемость его?
    16. Точка Кюри. Магнитный гистерезис.

     

    Раздел 4: Электрический ток в различных средах

    1. Какая величина характеризует ток более детально: сила тока или плотность тока?
    2. Электрический ток в металлах.
    3. Приведите молекулярно-кинетическое объяснение закона Ома.
    4. Что является носителем тока в металлах, электролитах, газах, полупроводниках? Какие виды проводимости вам известны?
    5. Электрический ток в жидкостях. Что такое электролитическая диссоциация, рекомбинация? Какова проводимость электролитов?
    6. Что такое электролиз? Сформулируйте и запишите законы Фарадея для электролиза. Каков физический смысл электрохимического экви­валента?
    7. Чему равно число Фарадея и каков его физический смысл?
    8. Как, используя законы электролиза, определить ми­нимальный заряд, который может нести ион?
    9. Электрический ток в вакууме. ЭЛТ.
    10. Электрический ток в газах. Виды разрядов.
    11. Электрический ток в полупроводниках. ВАХ полупроводникового диода.
    12. P-n переход: прямое, обратное включение, вольт-амперная характеристика. Полупроводниковый диод.
    13. Транзистор. Применение полупроводников.

    это высокое наслаждение» (Лев Ландау): 9 класс

    КИНЕМАТИКА

    ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

    Урок «Индукция магнитного поля», «Магнитный поток»

    1. Посмотрите видеофрагмент.

    2. Прочитайте параграф «Индукция магнитного поля»

    3. Письменно ответьте на вопросы:

    а) Какой величиной можно охарактеризовать магнитное поле? Напишите определение.

    б) По какой формуле определяется модуль вектора магнитной индукции однородного поля? Напишите определение, формулу, составьте треугольник для этой формулы, выразите остальные физические величины из формулы для магнитной индукции.

    в) Напишите единицу измерения магнитной индукции, какая взаимосвязь между единицей магнитной индукции и единицами других величин.

    г) Что называется линиями магнитного поля?

    д) Дайте определение однородному магнитному полю. 

    Изобразите однородное и неоднородное магнитное поле  с векторами магнитной индукции.

    е) Решите задачу из видеоролика.

    4. Посмотрите видеофрагмент

    5. Прочитайте параграф «Магнитный поток»

    6. Письменно ответьте на вопросы 

    а) От чего и как зависит магнитный поток, пронизывающий площадь плоского контура, помещённого в однородное магнитное поле? Сделайте соответствующие рисунки .

    б) Какой буквой обозначается магнитный поток и когда он равен нулю?

    Урок «Реактивное движение. Ракеты»

    1. Прочтите параграф «Реактивное движение. Ракеты»

    2. Посмотрите видеоурок по теме.

    3. В тетради оформите конспект параграфа.

    Урок № 40. Явление электромагнитной индукции.

    1. Посмотрите видеоурок по теме.

    2. Письменно в тетради ответьте на вопросы:

    а) В каком году и кто открыл явление электромагнитной индукции?

    б) Дайте определение явлению электромагнитной индукции.

    в) В однородном магнитном поле помещена проволочная рамка (см. рисунок). Будет ли возникать индукционный ток в рамке, если её:

    — перемещать поступательно вверх,

    — вращать вокруг оси, параллельной магнитному полю,

    — вращать вокруг оси, перпендикулярно магнитному полю? (Рисунок перерисовать в тетрадь)

    3. Назовите главное условие возникновения индукционного тока.

    4.Изобразите схему опыта Фарадея и опишите его.

    5. Изобразите схему опыта с двумя катушками, одна из которых подключена к источнику питания, а вторая к гальванометру, и опишите опыт.

      

    Домашнее задание по теме

    «Явление самоиндукции»


    1.Посмотрите видеоуроки по теме.


    2.Письменно ответьте на вопросы после параграфа

    Урок . Электромагнитное поле. Электромагнитные волны.

    Домашнее задание по теме.

    1. Посмотрите видеоуроки по теме.

    2. Прочтите параграфы  по теме.

    3. Письменно ответьте на вопросы после параграфов.

    4. Выполните   ТЕСТ

    Урок «Преломление света», «Дисперсия света»
    Домашнее задание:

    1.Посмотрите видеоуроки по темам

    2. Сделайте конспект параграфа , ответив на следующие вопросы:


    а)Сформулируйте закон преломления.
    б)Какое вещество называется «оптически более плотным»? Изобразите ход луча из среды оптически менее плотной в среду оптически более плотную и наоборот.
    в)Что такое «абсолютный показатель преломления» и «относительный показатель преломления»? Как определяются показатели преломления через скорость света в средах?
    г)Где свет распространяется с наибольшей скоростью? Какова физическая причина уменьшения скорости света при его переходе из среды с меньшей оптической плотностью в среду с большей?
    д)Расскажите об учёный, работающих в этой области
    ССЫЛКА НА ПАРАГРАФ «ПРЕЛОМЛЕНИЕ»

    3. Сделайте конспект параграфа , ответив на следующие вопросы:


    а)Расскажите об опыте  по преломлению белого света в призме (Ход опыта, результаты, выводы)
    б)Что такое дисперсия света?
    в)Каковы были взгляды древних на понятие «цвет»?В чем причина различия цветов окружающих нас тел?
    г)Изобразите спектроскоп, опишите его устройство, чем спектрограф отличается от спектроскопа?
    д)Расскажите об учёных , работающих в этой области.
    ССЫЛКА НА ПАРАГРАФ «ДИСПЕРСИЯ»

    4. Пройдите тест.


    Урок №50 и №51. Типы оптических спектров. Поглощение и испускание света атомами.

       

    1. Посмотрите два видеоурока.

    2. Напишите конспекты двух параграфов  по темам, ответив на вопросы после параграфов.


    Подготовка к контрольной работе по главе №3″Электромагнитное поле».
    Основные вопросы.

    1. Повторите основные формулы из главы: длины волны э/м волн, абсолютного показателя преломления, закона преломления, магнитной индукции, энергии магнитного поля, магнитного потока, формула для периода э/м волн. Вы должны уметь решать такие задачи , как №1845,1840,1778 (но для э/м волн).
    2. Правила левой и правой руки для различных случаев. Вы должны уметь решать такие задачи , как №1791, 1792, 1793,1780.
    3. Понимать  понятия и явления: явление э/м индукции, переменный ток, дисперсия, преломление, спектральный анализ, магнитное поле, линии магнитной индукции и т.д.
    4. Понимать как изображается магнитное поле вокруг проводника с током, как получают переменный ток, как его передают, как происходит радиопередача , какие энергии и как изменяются в колебательном контуре, что происходит и как с лучом света  при переходе из одной среды в другую.

    5. О каких учёных шла речь в этой главе, что они сделали.

    6. От чего зависит и не зависит магнитная индукция. От чего зависит магнитный поток. Где скорость света наибольшая, что с ней происходит, например в воде. Когда угол падения равен углу преломления, а когда какой больше.

    Урок № 79 «Экспериментальные методы регистрации заряженных частиц.»

    1.  Внимательно прочтите §54 «Экспериментальные методы регистрации частиц», посмотрите видеофильм и письменно заполните таблицу в тетрадях (отчёт вышлите мне на почту). 

    Название прибора, метода. Кем и когда был предложен. Схема строения Рабочее вещество Принцип действия Что позволяет делать. Достоинства

    В таблице рассмотрите 

    2.   Ссылка на видеофильм.

    Урок №80, 81″Открытие протона и нейтрона», «Состав атомного ядра. Ядерные силы»

    1. Посмотрите видеофильм.

    2. Прочтите § 55,56.

    3. Сделайте конспект (вам помогут подсказки внизу задания) , ответив на следующие вопросы.

    А)  Как был открыт протон: кем, когда, как. Дайте полную характеристику протону.

    Б)  Как был открыт нейтрон: кем, когда, как. Дайте полную характеристику нейтрону.

    В)  Что такое число «А», «Z», «N». Что каждое число показывает и как они связаны между собой?

    Г)  дайте определение понятию «Изотоп».

    Д)  Дайте определение понятию «Ядерные силы». Какими свойствами они обладают?

    Отчёт вышлите мне на почту.

    Подсказки для конспекта:

    Урок №82,83 «Энергия связи. Дефект масс»

    1. Посмотрите видеоурок.

    2.Прочтите параграф «Энергия связи. Дефект масс».

    3. Письменно в тетрадях (фотоотчёт пришлите по почте):

    А)  Что называется энергией связи ядра?

    Б)  Запишите формулу для определения дефекта массы любого ядра.

    В)  Как перевести из !а.е.м. в кг?

    Г)  Запишите формулу для расчёта энергии связи ядра.

    Д)  Запишите задачу по нахождению энергии связи для гелия (см.фильм).

    Е) Самостоятельно решите такую же задачу, но для фтора (см. фильм или таблицу Менделеева ;помните, что для нахождения числа всех нуклонов массу ядра надо округлить).

    Урок №84 «Повторительно-обобщающий урок по теме»Состав атома и атомного ядра»

    Урок №85, 86 «Деление ядер урана. Цепная реакции», «Ядерный реактор. Атомная энергетика»

    1. Посмотрите видеоурок.

    2. Ознакомтесь с  §58,59,60
    3. Пройдите ТЕСТ

    Урок № 87. Биологическое действие радиации. Период полураспада.

    1. Посмотрите презентацию по теме. ( ССЫЛКА на презентацию) и видеосюжет 

    2. Прочтите параграф  по теме.

    3. Напишите конспект параграфа.

    4. Найдите в интернете информацию о крупных авариях на АЭС. И сделайте по этой информации отчётную таблицу, где будут отображены следующие сведения:

    Урок №89 «Термоядерная реакция»



    Прочтите параграф на соответствующую тему

    Пройдите

    ТЕСТ

    Урок №90 «Элементарные частицы. Античастицы»

    1. Прочтите текст из рубрики «Это любопытно…» про элементарные частицы и античастицы.

    2. Сделайте лабораторную работу №9 «Изучение треков заряженных частиц по готовым фотографиям». Отчёт пришлите на почту.


    АСТРОНОМИЯ


    Урок №95-99 «Строение и эволюция Вселенной»

    1. Прочтите § 63

    2. Посмотрите видеоурок.

    3. Прочтите § 64.65

    4. Посмотрите видеоурок.

    5. Прочтите § 66.67

    6. Посмотрите видеоурок.

    Проверочная работа по теме «СТРОЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ»

    ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ (2) — Лабораторная работа

    Лабораторная работа № 4

    определение взаимной индуктивности контуров (катушек)

    ЦЕЛЬ РАБОТЫ

    Изучение явлений электромагнитной индукции, самоиндукции, взаимной индукции; экспериментальная проверка закона электромагнитной индукции и измерение взаимной индуктивности двух катушек, расположенных в непосредственной близости друг от друга.

    ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ

    Электрические токи, как установил в 1820 г. известный датский физик Х. Эрстед, возбуждают вокруг себя магнитное поле, которое имеет направленный характер и должно определяться векторной величиной, названной магнитной индукцией . Единицей магнитной индукции является тесла (Тл).

    Для магнитного поля, как и для электрического, справедлив принцип суперпозиции (или наложения) полей: магнитное поле, порождаемое несколькими токами (или движущимися зарядами), равно векторной сумме магнитных полей, создаваемых каждым током (зарядом) в отдельности, т.е.

    . (1)

    Магнитное поле, как и электрическое, можно изобразить графически с помощью силовых линий (линий индукции магнитного поля), направление которых определяется правилом правого винта или буравчика.

    Силовые линии магнитного поля замкнуты, они не имеют ни начала, ни конца. Это свидетельствует о том, что в природе отсутствуют магнитные заряды, на которых начинались бы и заканчивались линии вектора индукции . Обобщением этих экспериментальных данных явилась теорема Гаусса для магнитного поля: поток вектора индукции магнитного поля через любую замкнутую поверхность равен нулю:

    =0, (2)

    или в дифференциальной форме

    =0. (3)

    Напомним, что в случае электрического поля теорема Гаусса (для вектора напряженности) в интегральной и дифференциальной формах имеет вид

    , (4)

    , (5)

    где – объемная плотность заряда.

    Силовое поле, дивергенция которого в любой точке равна нулю, называется вихревым или соленоидальным полем.

    То, что магнитное поле является вихревым, подтверждается также теоремой о циркуляции вектора индукции магнитного поля (в вакууме): циркуляция вектора индукции магнитного поля постоянных токов по всякому замкнутому контуру равна произведению магнитной постоянной на алгебраическую сумму токов, охватываемых данным контуром:

    . (6)

    Для оценки числа силовых линий (линий индукции магнитного поля), проходящих через единицу поверхности, введено понятие магнитного потока.

    В случае однородного магнитного поля (=const) и плоской поверхности S магнитный поток или поток вектора магнитной индукции определяется величиной

    , (7)

    где – проекция вектора на нормаль к поверхности площади S

    – угол между векторами и (рис. 1).

    Магнитный поток измеряется в веберах: 1 Вб=1Тлм2.

    И
    так, электрический ток создает вокруг себя магнитное поле. Возникли многочисленные попытки обнаружить обратное явление, заключающееся в возбуждении тока в контуре с помощью магнитного поля. Это явление было открыто в 1831 г. английским физиком М. Фарадеем и получило название электромагнитной индукции.

    Рис. 1

    Явление электромагнитной индукции заключается в том, что при изменениях магнитного потока в контуре возникает электродвижущая сила индукции i или индукционный ток, если контур замкнут.

    Возникающая ЭДС индукции определяется следующей формулой:

    i (8)

    где знак минус соответствует закону (правилу) Ленца, который гласит, что индукционный ток в контуре направлен так, что создаваемый им магнитный поток стремится препятствовать тому изменению потока, которое вызывает данный ток.

    Если контур состоит из витков, то ЭДС индукции, возникающая в сложном контуре (катушке), определяется согласно (8) формулой

    i (9)

    где – полный магнитный поток или потокоcцепление.

    На основании (8) и (9) можно сделать вывод, что явление электромагнитной индукции наблюдается, когда магнитный поток сквозь контур меняется либо за счет движения контура, либо за счет изменения магнитного поля со временем. Причина возникновения индукционного тока в неподвижном контуре (проводнике), находящемся в переменном магнитном поле, была объяснена Дж. Максвеллом. Он предположил, что переменное магнитное поле порождает в пространстве электрическое поле (независимо от наличия проводника), причем циркуляция вектора напряженности этого поля по неподвижному замкнутому контуру определяется как

    . (10)

    Так как циркуляция вектора напряженности поля, возбуждаемого переменным магнитным полем, отлична от нуля, то это означает, что это электрическое поле (как и магнитное) является вихревым.

    Из вышесказанного следует, что трактовки явления электромагнитной индукции по Фарадею и Максвеллу имеют существенные отличия. Если по Фарадею электромагнитная индукция заключается в возникновении индукционного тока в проводящем замкнутом контуре, то по Максвеллу – в возбуждении электрического поля (а не тока).

    Частным случаем электромагнитной индукции является самоиндукция, проявляющаяся в возникновении ЭДС индукции в проводящем контуре при изменении в нем же силы тока.

    Ток, текущий в проводящем (сложном) контуре и создаваемый им полный магнитный поток, пронизывающий контур, прямо пропорциональны друг другу (в случае отсутствия ферромагнетиков):

    (11)

    где Lиндуктивность или коэффициент самоиндукции контура.

    Единицей индуктивности служит генри (Гн). Это индуктивность такого контура, в котором при силе тока в 1 А возникает (полный) магнитный поток в 1 Вб:

    1 Гн=1 .

    Индуктивность контура зависит от его формы, размеров и от магнитных свойств окружающей контур среды.

    Применяя к явлению самоиндукции закон электромагнитной индукции (9), получим для ЭДС самоиндукции следующее выражение

    S. (12)

    В (12) индуктивность контура L=const при условиях, что конфигурация контура не меняется, и ферромагнетики вблизи контура отсутствуют.

    Знак минус показывает, что (в соответствии с правилом Ленца) ЭДС самоиндукции направлена так, чтобы препятствовать изменению силы тока в контуре.

    В данной лабораторной работе исследуется явление взаимной индукции, в котором обнаруживается магнитная связь двух (или более) контуров (катушек, соленоидов).

    Пусть два неподвижных контура расположены в непосредственной близости друг от друга и в контуре 1 (рис. 2) течет ток I1. Этот ток создает через контур 2 полный магнитный поток 2, равный (при отсутствии ферромагнетиков):

    . (13)

    Аналогично, ток I2, протекающий в контуре 2, создает полный магнитный поток через контур 1:

    . (14)

    В (13) и (14) коэффициенты пропорциональности и называются коэффициентами взаимной индукции контуров 2 и 1 или взаимной индуктивностью контуров. Взаимная индуктивность контуров зависит от размеров и формы контуров, рас-стояния между ними, от их взаимного расположения и от магнитной проницаемости окружающей среды (магнитная проницаемость вакуума и воздуха =1).

    Рис. 2

    При отсутствии ферромагнетиков выполняется теорема взаимности, согласно которой взаимные индуктивности и одинаковы:

    . (15)

    Взаимная индуктивность измеряется в тех же единицах, что и индуктивность контура, т.е.

    1 Гн.

    Явление взаимной индукции заключается в том, что при изменении тока в одном из контуров, в другом контуре возникает ЭДС индукции.

    Действительно, при изменении в контуре 1 тока I1 в контуре 2 индуцируется (согласно закону электромагнитной индукции) ЭДС

    2 (16)

    При изменениях в контуре 2 тока I2 в контуре 1 возникает ЭДС

    1. (17)

    Явление взаимной индукции лежит в основе действия трансформаторов, применяемых для преобразования переменных токов и напряжений.

    В данной лабораторной работе предложен следующий способ опытного определения взаимной индуктивности двух контуров (катушек).

    На длинную катушку-соленоид подается напряжение от генератора звуковой частоты, изменяющееся по закону

    U=U0Гcost, (18)

    где U0Г – амплитудное значение переменного напряжения, которое можно регулировать в зависимости от поставленных задач

    – круговая частота переменного напряжения, т.е. частота изменения магнитного поля соленоида, причем она связана с простой частотой известным соотношением

     . (19)

    Соленоид подключается к звуковому генератору через резистор, сопротивление которого должно быть значительно больше полного сопротивления соленоида переменному току Z, т. е.

    R>>Z, (20)

    где Z=

    RС – омическое сопротивление соленоида

    LС – индуктивное сопротивление соленоида

    LС – индуктивность (собственная)соленоида.

    При выполнении условия (20) ток, проходящий через соленоид, определяется как:

    I=I0Ccost, (21)

    где – амплитудное значение тока, равное

    I0C=. (22)

    Вследствие явления взаимной индукции в короткой катушке возникает ЭДС, равная (согласно (16)):

    КI0C(-sin t).

    С другой стороны, возникающую ЭДС индукции в короткой катушке можно представить в общем виде

    К=0Кsint.

    Из последних двух выражений следует, что амплитудное (максимальное) значение ЭДС индукции равно

    0К=L21I0C

    или с учетом (22)

    0К. (23)

    Итак, взаимная индуктивность двух катушек (L12) может быть вычислена с учетом (19) по формуле :

    . (24)

    ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

    На рис. 3 представлена принципиальная (электрическая) схема установки. Короткая (измерительная) катушка 2 (L2), надетая на длинную катушку-соленоид 1 (L1), может перемещаться вдоль шкалы, укрепленной параллельно оси соленоида. Отметка «0» на шкале соответствует середине длинной катушки-соленоида 1. Можно считать, что оси соленоида 1 и измерительной катушки 2 совпадают.

    Рис. 3

    При положении переключателя 7 (П) в позиции I соленоид 1 подключается через резистор 4 (R) к генератору звуковой частоты 3, а короткая катушка 2 – к милливольтметру 5 и электронному осциллографу 6. ЭДС индукции, возникающей в короткой катушке 2 (вследствие взаимной индукции), регистрируется милливольтметром 5 и имеется возможность визуально наблюдать и фиксировать переменную ЭДС индукции на экране осциллографа 6, подключенного параллельно милливольтметру 5. Для экспериментального обоснования выполнения теоремы взаимности, т.е. справедливости равенства L12=L21 (см. формулу 15), предусмотрено подключать короткую катушку 2 к генератору звуковой частоты 3, а соленоид 1 – к милливольтметру 5 (т.е. указанные катушки поменять «местами»), переводя переключатель 7 в позицию II. Все приборы лабораторной установки (генератор звуковой частоты 3, милливольтметр 5 и осциллограф 6) питаются от стандартной сети переменного тока.

    ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

    Упражнение 1. Экспериментальная проверка закона электромагнитной индукции (исследование зави-симости ЭДС индукции от частоты изменения маг-нитного поля)

    1. Включите лабораторный стенд, затем звуковой генератор, включив тумблер «СЕТЬ», милливольтметр, нажав кнопку «СЕТЬ» и электронный осциллограф, потянув на себя кнопку «ПИТАНИЕ».

    2. Милливольтметр 5 должен быть подключен к выходу генератора звуковой частоты 3 (черный провод подключен к гнезду земля «»; белый провод – к другой клемме выхода генератора). Переключатель пределов измерения милливольтметра должен быть установлен в позиции «10 В».

    3. Генератор звуковой частоты должен быть настроен следующим образом: переключатель «множитель частоты» должен быть установлен в положение «103»; переключатель нагрузки – в положение «50 Ω» . С помощью ручки «РЕГУЛИРОВКА ВЫХОДА» установите напряжение выхода генератора (UОГ) по милливольтметру в диапазоне от 8 до 10 В, и величину UОГ занесите в табл. 1. При выполнении всех упражнений величину напряжения UОГ можно не изменять.

    4. Затем милливольтметр 5 подключите параллельно осциллографу, установив переключатель пределов измерения в позицию «100 мB».

    5. Переключатель (П) 7 (см. рис. 3) установите в положение I, при котором длинная катушка-соленоид (L1) 1 подключена к звуковому генератору 3, а короткая катушка (L2) 2 – к милливольтметру 5 и осциллографу 6.

    6. Установите короткую катушку против отметки «0» измерительной шкалы, т.е. на середине длинной катушки-соленоида (r1=0).

    7. Изменяя частоту звукового генератора от 20 до 70 кГц, запишите в табл.1 через каждые 10 кГц показания милливольтметра, т.е. значения ЭДС индукции ОК, возникающие в короткой катушке, одновременно наблюдая визуально на экране осциллографа изменения амплитуды колебаний возникающей ЭДС индукции.

    8. Переместите короткую катушку относительно соленоида влево до отметки r2=5 см и проделайте измерения, аналогичные п.6. Результаты измерений занесите в табл. 1.

    9. По данным табл. 1 постройте графики зависимости ЭДС индукции от частоты изменения магнитного поля, равной частоте звукового генератора, т.е. ОК=ОК().

    Таблица 1

    UОГ =…….В;

    , кГц

    r1=0

    r2=5 см

    0К, мВ

    0К, мВ

    1

    20

    .

    .

    .

    .

    .

    70

    Упражнение 2. Определение взаимной индуктив-ности и исследование ее зависимости от располо-жения катушек, частоты изменения и величины магнитного поля

    1. При выполнении данного упражнения электронный осциллограф можно выключить; звуковой генератор настройте по круглой шкале на частоту =50 кГц с помощью рукоятки «». Выходное напряжение генератора UОГ устанавливается с помощью ручки «РЕГУЛИРОВКА ВЫХОДА», как в пп. 2, 3, 4 упражнения 1.

    Значения частоты , выходного напряжения звукового генератора UОГ и добавочного сопротивления R занесите в табл. 2. Величина R указана на стенде установки.

    2. Переключатель (П) установите в положение I, при котором соленоид (L1) подключается к звуковому генератору, а короткая катушка (L2) – к милливольтметру.

    Таблица 2

     =…..кГц; UОГ =…..В; R =…..кОм

    r, см

    , мВ

    L21, мкГн

    1

    0

    2

    0,5

    .

    .

    .

    .

    .

    .

    3. Вновь установите короткую катушку против отметки «0» (r=0) измерительной шкалы; запишите показания лампового вольтметра и положение короткой катушки в табл. 2.

    4. Передвигая короткую катушку влево с шагом 0,5 см, запишите показания милливольтметра 0К в табл. 2 (0К – величина ЭДС индукции, возникающая в короткой катушке).

    5. По данным табл. 2 и формуле (24) вычислите взаимную индуктивность L21 для каждого положения короткой катушки относительно длинной катушки-соленоида.

    6. Переключатель 7 (П) (рис. 3) переведите в положение II, при котором короткая катушка подключается к генератору звуковой частоты, а длинная катушка-соленоид – к милливольтметру.

    7. Повторите пп. 35 данного упражнения и результаты измерений занесите в табл. 3, аналогичную табл. 2.

    Таблица 3

    =……кГц; UОГ=….. В; R=…..кОм

    r, см

    , мВ

    L12, мкГн

    1

    0

    2

    0,5

    .

    .

    .

    .

    .

    .

    В табл. 3 – величина ЭДС индукции, возникающая в длинной катушке-соленоиде; L12 – взаимная индуктивность, зависящая от взаимного положения короткой и длинной катушек.

    8. Вычислив взаимные индуктивности L21 и L12 (табл. 2 и 3), можно убедиться в справедливости теоремы взаимности (15), т.е. равенства L21=L12.

    Возникающие расхождения можно объяснить неточностью установки короткой катушки относительно соленоида (расхождением величины r) и, главное, разными индуктивными сопротивлениями короткой и длинной катушек, что не учитывается при расчете взаимной индуктивности.

    Постройте графики зависимости взаимной индуктивности от взаимного расположения катушек, т.е. L21=L21(ri) или L12=L12(ri).

    (В связи с уменьшением величины (при смещении короткой катушки относительно соленоида) возможно придется изменять диапазон измерений милливольтметра.)

    9. Используя данные табл. 1, рассчитайте для каждой частоты звукового генератора и расстояния r=0 взаимную индуктивность, результаты вычислений занесите в табл. 4.

    Таблица 4

    UОГ = В, R = кОм, r1=0.

    , кГц

    , мВ

    L21, мкГн

    1

    20

    .

    .

    .

    .

    .

    .

    70

    =

    10. Вновь переключите генератор звуковой частоты на длинную катушку-соленоид, короткую катушку – на милливольтметр, т.е. переведите переключатель (П) в положение I (рис. 3).

    Проведите измерения ЭДС индукции 0К в короткой катушке при нескольких значениях напряжений звукового генератора =530 В, т.е. напряжений на соленоиде, при фиксированном положении короткой катушки, например, r1=0 и постоянной частоте генератора . Результаты измерений 0К и расчеты величины L21 (по формуле (24)) внесите в табл. 5.

    Таблица 5

     =…..кГц; R =….кОм; r1=0.

    , В

    , мВ

    L21, мкГн

    1

    5

    .

    .

    .

    .

    .

    .

    30

    =

    При выполнении измерений и расчетов пп. 9 и 10 вы должны убедиться в том, что частота изменения магнитного поля, задаваемая звуковым генератором, и величина напряжения на входе системы контуров (катушек) практически не влияют на взаимную индуктивность контуров.

    11. Вычислите относительную погрешность измерения величины взаимной индуктивности по формуле

    , (25)

    где относительные погрешности величин напряжения генератора (U0Г), ЭДС индукции (0К) определяются по классу точности соответствующих приборов и составляют, соответственно, не более 2,5%; относительная ошибка частоты () составляет не более 2%; абсолютная ошибка сопротивления резистора R=0,2 кОм.

    Величины и R взять из таблицы 5 величину ОК взять из таблицы 5 при UОГ=5 В.

    12. Абсолютная погрешность величины взаимной индуктивности равна

    , (26)

    где – среднее значение взаимной индуктивности (см. табл. 5).

    13. Окончательная запись результата измерения и вычисления взаимной индуктивности должна быть представлена в стандартной форме:

    . (27)

    КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

    1. Сформулируйте цель данной лабораторной работы.

    2. Какова основная характеристика магнитного поля (в вакууме), и в чем она измеряется?

    3. Сформулируйте теорему Гаусса для магнитного поля.

    4. Дайте определения потока магнитной индукции (магнитного потока) и единицы его измерения.

    5. Что такое полный магнитный поток или потокосцепление?

    6. Объясните явление электромагнитной индукции.

    7. Напишите формулу основного закона электромагнитной индукции и объясните причину наличия знака минус в этой формуле.

    8. В чем различие формулировок явления электромагнитной индукции по Фарадею и Максвеллу?

    9. Как связаны ток в контуре и возникающий при этом магнитный поток через этот контур? При каком условии выполняется эта зависимость?

    10. Что такое индуктивность контура, от чего она зависит? Дайте определение единицы измерения индуктивности.

    11. Объясните явление самоиндукции и дайте примеры проявления самоиндукции.

    12. Чему равна ЭДС самоиндукции и каков смысл знака минус в этой формуле?

    13. Опишите явление взаимной индукции и действие каких устройств основано на этом явлении.

    14. Что такое взаимная индуктивность контуров и при каких условиях выполняется теорема взаимности?

    15. По какому закону изменяется напряжение, создаваемое генератором звуковой частоты?

    16. Опишите установку и порядок выполнения измерений.

    17. Объясните, почему в качестве источника используется генератор звуковой частоты?

    18. По какой причине подключается последовательно к соленоиду резистор R и каким образом выбирается величина сопротивления этого резистора?

    19. Согласно теореме взаимности имеем: . Каковы причины некоторого отклонения экспериментальных данных от этого равенства?

    20. Каково направление вектора индукции в центре кругового тока I ?

    21. Используя принцип суперпозиции полей, определите результирующий вектор индукции в т. А.

    22. Объясните, как изменяется ЭДС взаимной индукции при перемещении короткой катушки от середины соленоида к краю?

    23. Нарисуйте график зависимости тока в соленоиде I=I(t) при замыкании цепи.

    24. Представьте график зависимости тока соленоида I=I(t) при размыкании цепи.

    25. Объясните, как влияет частота переменного сигнала генератора на возникшую в соленоиде ЭДС индукции?

    26. Как влияет частота переменного тока на величину взаимной индуктивности?

    27. Влияет ли напряжение переменного сигнала на величину взаимной индуктивности?

    28. Как вычислить относительную погрешность величины взаимной индуктивности?

    29. Как оценить абсолютную погрешность показания измерительного прибора, используя класс точности соответствующего прибора?

    30. Как определяется в данной работе абсолютная ошибка измерения взаимной индуктивности?

    САМОИНДУКЦИЯ-САМОИНДУКЦИЯ-ГЕНРИ

    САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ ИНДУКЦИЯ

    Собственная индукция — это явление, при котором изменение электрического тока в Катушка создает наведенную ЭДС в самой катушке.
    МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ПРЕДСТАВИТЕЛЬСТВО:
    Собственная наведенная ЭДС в катушке прямо пропорциональна скорости изменения электрический ток в катушке.т.е.

    Emf a DI / Dt

    Или ЭДС = -L DI / Dt

    Где, L = собственная индуктивность катушки.

    САМ ИНДУКТИВНОСТЬ
    Собственная индуктивность катушки определяется как отношение самоиндуцированной ЭДС к скорость изменения тока в катушке.

    Самостоятельная индуктивность = ЭДС / DI / Dt

    Обозначается на L, и это зависит от физических характеристик катушки.

    Единица себя индуктивность — Генри.

    ГЕНРИ
    Для последняя информация, бесплатные компьютерные курсы и важные заметки посетите: www.citycollegiate.com

    Я индуктивность катушки составляет один генри, если изменение тока на один ампер на второй через него вырабатывает в нем ЭДС в один вольт.

    1 генри = 1 вольт / 1 ампер / сек

    ПОЯСНЕНИЕ САМОИНДУКЦИИ

    Рассмотреть катушка, подключенная к батарее через реостат, как показано на рисунке. В ток через катушку создает магнитный поток, который связывается с сама катушка. Если мы изменим сопротивление в цепи, ток через катушка изменяется, и магнитный поток, проходящий через катушку, также изменяется.Этот изменение магнитного потока указывает на наличие ЭДС в самой катушке. Такая ЭДС называется самоиндуцированная ЭДС и это явление называется самоиндукцией.

    Для последняя информация, бесплатные компьютерные курсы и важные заметки посетите: www.citycollegiate.com

    Самоиндуктивность и индукторы — University Physics Volume 2

    Цели обучения

    К концу этого раздела вы сможете:

    • Соотнесите скорость изменения тока с наведенной ЭДС, создаваемой этим током в той же цепи
    • Вывести самоиндукцию цилиндрического соленоида
    • Вывести самоиндукцию для прямоугольного тороида

    Взаимная индуктивность возникает, когда ток в одной цепи создает изменяющееся магнитное поле, которое индуцирует ЭДС в другой цепи. Но может ли магнитное поле повлиять на ток в исходной цепи, создавшей поле? Ответ положительный, и это явление называется самоиндукцией .

    Катушки индуктивности

    (рисунок) показаны некоторые силовые линии магнитного поля, возникающие из-за тока в кольцевой проволочной петле. Если ток постоянный, магнитный поток через контур также постоянен. Однако, если бы ток I изменялся со временем — скажем, сразу после замыкания переключателя S, — тогда соответственно изменился бы магнитный поток.Тогда закон Фарадея говорит нам, что в цепи будет индуцирована ЭДС, где

    Поскольку магнитное поле, создаваемое токоведущим проводом, прямо пропорционально току, поток, создаваемый этим полем, также пропорционален току; то есть

    Магнитное поле создается током I в контуре. Если бы I изменялись со временем, магнитный поток через петлю также изменился бы, и в петле была бы индуцирована ЭДС.

    Это также можно записать как

    , где коэффициент пропорциональности L известен как самоиндукция проволочной петли.Если петля имеет N витков, это уравнение принимает вид

    По соглашению, положительное значение нормали к петле связано с током по правилу правой руки, поэтому на (Рисунок) нормаль направлена ​​вниз. Согласно этому соглашению, положительное значение на (Рисунок), поэтому L всегда имеет положительное значение .

    Для контура с Н витками, поэтому наведенная ЭДС может быть записана в терминах самоиндукции как

    При использовании этого уравнения для определения L проще всего игнорировать знаки и вычислить L как

    Поскольку самоиндукция связана с магнитным полем, создаваемым током, любая конфигурация проводников обладает самоиндукцией. Например, помимо проволочной петли, длинный прямой провод имеет самоиндукцию, как и коаксиальный кабель. Коаксиальный кабель чаще всего используется в индустрии кабельного телевидения, и его также можно найти для подключения к кабельному модему. Коаксиальные кабели используются из-за их способности передавать электрические сигналы с минимальными искажениями. Коаксиальные кабели имеют два длинных цилиндрических проводника, которые обладают током и самоиндукцией, что может иметь нежелательные эффекты.

    Элемент схемы, используемый для обеспечения самоиндукции, известен как индуктор.Он представлен символом, показанным на (Рисунок), который напоминает катушку с проводом, основную форму индуктора. (Рисунок) показывает несколько типов индукторов, обычно используемых в схемах.

    Обозначение, используемое для обозначения катушки индуктивности в цепи.

    Различные индукторы. Независимо от того, заключены ли они в капсулу, как показано на трех верхних элементах, или намотаны в катушку, как самая нижняя, каждая из них представляет собой просто относительно длинную катушку с проволокой. (Источник: Windell Oskay)

    В соответствии с законом Ленца отрицательный знак на (рис.) Указывает, что наведенная ЭДС на катушке индуктивности всегда имеет полярность, которой противодействует изменению тока.Например, если бы ток, протекающий от A к B на (Рисунок) (a), увеличивался, наведенная ЭДС (представленная воображаемой батареей) имела бы указанную полярность, чтобы противодействовать увеличению. Если бы ток от A до B уменьшался, то наведенная ЭДС имела бы противоположную полярность, опять же, чтобы противодействовать изменению тока ((Рисунок) (b)). Наконец, если бы ток через катушку индуктивности был постоянным, в катушке не было бы индуцированной ЭДС.

    Индуцированная ЭДС на катушке индуктивности всегда противодействует изменению тока. Это можно представить себе как воображаемую батарею, заставляющую течь ток, чтобы противодействовать изменению в (a) и усиливать изменение в (b).

    Одно из распространенных применений индуктивности — это возможность светофора определять, когда автомобили ждут на перекрестке. Электрическая цепь с индуктором размещается на дороге под местом остановки ожидающего автомобиля.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 от катушки передатчика вызывает сигнал в приемнике. На самоиндукцию цепи влияет любой металлический предмет на пути ((Рисунок)). Металлоискатели могут быть настроены на чувствительность, а также могут определять присутствие металла на человеке.

    Знакомые ворота безопасности в аэропорту не только обнаруживают металлы, но также могут указывать их приблизительную высоту над полом. (Источник: «Alexbuirds» / Wikimedia Commons)

    Во вспышках фотокамер обнаруживаются большие наведенные напряжения. Во вспышках камеры используются аккумулятор, два индуктора, которые работают как трансформатор, и система переключения или генератор для наведения больших напряжений. Вспомните из статьи «Колебания при колебаниях», что «колебание» определяется как колебание величины или повторяющиеся регулярные колебания величины между двумя крайними значениями вокруг среднего значения.Также вспомните (из «Электромагнитная индукция об электромагнитной индукции»), что нам нужно изменяющееся магнитное поле, вызванное изменяющимся током, чтобы вызвать напряжение в другой катушке. Система генератора делает это много раз, когда напряжение батареи повышается до более чем 1000 вольт. (Вы можете услышать пронзительный вой от трансформатора, когда конденсатор заряжается.) Конденсатор сохраняет высокое напряжение для последующего использования для питания вспышки.

    Самоиндуктивность катушки Индуцированная ЭДС 2.0 В измеряется на катушке из 50 плотно намотанных витков, в то время как ток через нее равномерно увеличивается от 0,0 до 5,0 А за 0,10 с. а) Какова собственная индуктивность катушки? (б) Каков поток через каждый виток катушки при токе 5,0 А?

    Стратегия

    Обе части этой проблемы предоставляют всю информацию, необходимую для решения самоиндукции в части (а) или потока через каждый виток катушки в части (b). Необходимые уравнения (рисунок) для части (a) и (рисунок) для части (b).

    Решение

    1. Игнорируя отрицательный знак и используя величины, мы получаем, из (Рисунок),
    2. Из (рисунок), магнитный поток выражается через ток по формуле so

    Значение Самоиндукция и магнитный поток, вычисленные в частях (a) и (b), являются типичными значениями для катушек, используемых в современных устройствах. Если ток не меняется во времени, поток не меняется во времени, поэтому ЭДС не индуцируется.

    Проверьте свое понимание Ток течет через катушку индуктивности на (Рисунок) от B до A вместо A до B , как показано. Увеличивается или уменьшается ток, чтобы создать ЭДС, показанную на диаграмме (а)? На диаграмме (б)?

    а. уменьшение; б. увеличение; Поскольку ток течет в противоположном направлении диаграммы, чтобы получить положительную ЭДС в левой части диаграммы (а), нам нужно уменьшить ток влево, что создает усиленную ЭДС там, где положительный конец находится слева. Чтобы получить положительную ЭДС в правой части диаграммы (b), нам нужно увеличить ток слева, что создает усиленную ЭДС там, где положительный конец находится справа.

    Проверьте свое понимание Изменяющийся ток индуцирует ЭДС 10 В на катушке индуктивности 0,25 Гн. С какой скоростью меняется ток?

    Хороший подход к расчету самоиндукции катушки индуктивности состоит из следующих шагов:

    Стратегия решения проблем: самоиндуктивность

    1. Предположим, что через катушку индуктивности протекает ток I .
    2. Определите магнитное поле, создаваемое током. Если есть соответствующая симметрия, вы можете сделать это с помощью закона Ампера.
    3. Получить магнитный поток,
    4. При известном потоке самоиндукция может быть определена по формуле (Рисунок),.

    Чтобы продемонстрировать эту процедуру, мы теперь вычисляем самоиндуктивность двух катушек индуктивности.

    Цилиндрический соленоид

    Рассмотрим длинный цилиндрический соленоид длиной l , площадью поперечного сечения A, и N, витков провода.Мы предполагаем, что длина соленоида настолько больше, чем его диаметр, что мы можем считать, что магнитное поле распространяется по внутренней части соленоида, то есть мы игнорируем концевые эффекты в соленоиде. При токе I , протекающем через катушки, магнитное поле, создаваемое внутри соленоида, составляет

    , поэтому магнитный поток на один виток равен

    Используя (рисунок), находим для самоиндукции соленоида

    Если — количество витков на единицу длины соленоида, мы можем записать (рисунок) как

    где — объем соленоида. Обратите внимание, что самоиндукция длинного соленоида зависит только от его физических свойств (таких как количество витков провода на единицу длины и объема), а не от магнитного поля или тока. Это верно для индукторов в целом.

    Самоиндукция, самоиндукция и вывод индуктивности

    Самоиндукция

    Самоиндукция — это явление, при котором изменяющийся электрический ток вызывает наведенную ЭДС в самой катушке.

    Собственная индуктивность

    Собственная индуктивность — это отношение наведенной электродвижущей силы (ЭДС) на катушке к скорости изменения тока через катушку.Мы обозначаем собственную индуктивность или коэффициент английской буквой L. Единица измерения — Генри (H).
    Поскольку наведенная ЭДС (E) пропорциональна скорости изменения тока, мы можем написать,
    Но фактическое уравнение:

    Почему стоит знак минус (-)?
    Согласно закону Ленца, индуцированная ЭДС противоположна направлению скорости изменения тока. Значит, их значение одинаковое, но разный знак.

    Расчет индуктивности

    Для источника постоянного тока, когда переключатель включен, т.е.как раз в момент t = 0 + ток начинает течь от своего нулевого значения до определенного значения, и относительно времени будет скорость изменения тока на мгновение. Этот ток вызывает изменение потока (φ) через катушку. При изменении тока поток (φ) также изменяется, и скорость изменения относительно времени составляет

    Теперь, применяя закон электромагнитной индукции Фарадея, мы получаем,

    Где N — число витков катушки, а e — наведенная ЭДС на этой катушке.
    Учитывая закон Ленца, мы можем записать приведенное выше уравнение как

    Теперь мы можем изменить это уравнение, чтобы вычислить значение индуктивности.

    Итак, [B — плотность потока, то есть B = φ / A, A — площадь катушки],
    [Nφ или Li называется связью магнитного потока и обозначается Ѱ]
    Где H — сила намагничивания из-за к которой проходят линии магнитного потока от южного к северному полюсу внутри катушки, l (маленький L) — эффективная длина катушки, а



    r — радиус площади поперечного сечения катушки.

    Самостоятельная индуктивность, L — геометрическая величина; это зависит только от размеров соленоида и количества витков в соленоиде. Более того, в цепи постоянного тока, когда переключатель просто замкнут, в катушке возникает только кратковременный эффект самоиндукции. Через некоторое время в катушке не остается никакого эффекта самоиндукции , потому что через определенное время ток становится устойчивым.

    Но в цепи переменного тока переменное воздействие тока всегда вызывает самоиндукцию в катушке, и определенное значение этой самоиндукции дает индуктивное реактивное сопротивление (X L = 2πfL) в зависимости от значения частоты питающей сети. .

    Видео-презентация самоиндукции

    11.2 Самоиндуктивность и индукторы — Введение в электричество, магнетизм и электрические схемы

    ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

    К концу этого раздела вы сможете:
    • Соотнесите скорость изменения тока с наведенной ЭДС, создаваемой этим током в той же цепи
    • Вывести самоиндукцию цилиндрического соленоида
    • Вывести самоиндукцию для прямоугольного тороида

    Взаимная индуктивность возникает, когда ток в одной цепи создает изменяющееся магнитное поле, которое индуцирует ЭДС в другой цепи. Но может ли магнитное поле повлиять на ток в исходной цепи, создавшей поле? Ответ положительный, и это явление называется самоиндукцией .

    Катушки индуктивности

    На рис. 11.2.1 показаны некоторые силовые линии магнитного поля, возникающие из-за тока в кольцевой проволочной петле. Если ток постоянный, магнитный поток через контур также постоянен. Однако, если бы ток изменялся со временем — скажем, сразу после замыкания переключателя, — тогда соответственно изменился бы магнитный поток.Тогда закон Фарадея говорит нам, что в цепи будет индуцирована ЭДС, где

    (11.2.1)

    Поскольку магнитное поле, создаваемое токоведущим проводом, прямо пропорционально току, поток, создаваемый этим полем, также пропорционален току; то есть

    (11.2.2)

    (рисунок 11.2.1)

    Рисунок 11.2.1 Магнитное поле создается током I в контуре. Если бы он изменялся со временем, магнитный поток, проходящий через петлю, также изменился бы, и в петле была бы индуцирована ЭДС.

    Это также можно записать как

    (11.2.3)

    , где постоянная пропорциональности известна как самоиндуктивности проволочного контура. Если петля имеет витки, это уравнение принимает вид

    (11.2.4)

    По соглашению, положительное значение нормали к петле связано с током по правилу правой руки, поэтому на рисунке 11.2.1 нормаль направлена ​​вниз. Согласно этому соглашению, положительное значение в уравнении 11.2.4, поэтому L всегда имеет положительное значение .

    Для петли с витками, поэтому наведенная ЭДС может быть записана в терминах самоиндукции как

    (11.2.5)

    При использовании этого уравнения для определения проще всего игнорировать знаки и и вычислить как

    Поскольку самоиндукция связана с магнитным полем, создаваемым током, любая конфигурация проводников обладает самоиндукцией. Например, помимо проволочной петли, длинный прямой провод имеет самоиндукцию, как и коаксиальный кабель. Коаксиальный кабель чаще всего используется в индустрии кабельного телевидения, и его также можно найти для подключения к кабельному модему. Коаксиальные кабели используются из-за их способности передавать электрические сигналы с минимальными искажениями. Коаксиальные кабели имеют два длинных цилиндрических проводника, которые обладают током и самоиндукцией, что может иметь нежелательные эффекты.

    Элемент схемы, используемый для обеспечения самоиндукции, известен как индуктор. Он представлен символом, показанным на рисунке 11.2.2, который напоминает катушку с проводом, основную форму индуктора.На рисунке 11.2.3 показано несколько типов индукторов, обычно используемых в цепях.

    (рисунок 11.2.2)

    Рисунок 11.2.2 Обозначение, используемое для обозначения катушки индуктивности в цепи.

    (рисунок 11.2.3)

    Рисунок 11.2.3 Различные индукторы. Независимо от того, заключены ли они в капсулу, как показано на трех верхних элементах, или намотаны в катушку, как самая нижняя, каждая из них представляет собой просто относительно длинную катушку с проволокой. (кредит: Windell Oskay) Разнообразные индукторы. Независимо от того, заключены ли они в капсулу, как показано на трех верхних элементах, или намотаны в катушку, как самая нижняя, каждая из них представляет собой просто относительно длинную катушку с проволокой.(Источник: Windell Oskay)

    В соответствии с законом Ленца отрицательный знак в уравнении 11.2.5 указывает, что наведенная ЭДС на катушке индуктивности всегда имеет полярность, которая противодействует изменению тока. Например, если бы ток, протекающий от до на рис. 11.2.4 (а), увеличивался, наведенная ЭДС (представленная воображаемой батареей) имела бы указанную полярность, чтобы противодействовать увеличению. Если бы ток от до уменьшался, то индуцированная ЭДС имела бы противоположную полярность, опять же, чтобы противодействовать изменению тока (Рисунок 11.2.4 (б)). Наконец, если бы ток через катушку индуктивности был постоянным, в катушке не было бы индуцированной ЭДС.

    (рисунок 11.2.4)

    Рисунок 11. 2.4 Индуцированная ЭДС на катушке индуктивности всегда противодействует изменению тока. Это можно представить себе как воображаемую батарею, заставляющую течь ток, чтобы противодействовать изменению в (a) и усиливать изменение в (b).

    Одно из распространенных применений индуктивности — это возможность светофора , определять, когда автомобили ждут на перекрестке.Электрическая цепь с индуктором размещается на дороге под местом остановки ожидающего автомобиля. Кузов автомобиля увеличивает индуктивность, и схема изменяется, посылая сигнал на светофор, чтобы изменить цвет. Аналогичным образом, металлоискатели , используемые для безопасности в аэропортах, используют ту же технику. Катушка или индуктор в корпусе металлоискателя действует как передатчик и как приемник. Импульсный сигнал от катушки передатчика вызывает сигнал в приемнике.На самоиндукцию цепи влияет любой металлический предмет на пути (рисунок 11.2.5). Металлоискатели могут быть настроены на чувствительность, а также могут определять присутствие металла на человеке.

    (рисунок 11.2.5)

    Рисунок 11.2.5 Знакомые ворота безопасности в аэропорту не только обнаруживают металлы, но также могут указывать их приблизительную высоту над полом. (Источник: «Alexbuirds» / Wikimedia Commons)

    Большие наведенные напряжения обнаружены в вспышках фотоаппаратов .Во вспышках камеры используются аккумулятор, два индуктора, которые работают как трансформатор, и система переключения или генератор для наведения больших напряжений. Обратите внимание, что термин «колебание» в физике определяется как колебание величины или повторяющиеся регулярные колебания величины между двумя крайними значениями вокруг среднего значения. Теперь вспомните (из «Электромагнитная индукция об электромагнитной индукции»), что нам нужно изменяющееся магнитное поле, вызванное изменяющимся током, чтобы вызвать напряжение в другой катушке.Система генератора делает это много раз, когда напряжение батареи повышается до более высокого уровня. (Вы можете услышать пронзительный вой от трансформатора, когда конденсатор заряжается.) Конденсатор сохраняет высокое напряжение для последующего использования для питания вспышки.

    ПРОВЕРЬТЕ ПОНИМАНИЕ 11.2


    Ток протекает через катушку индуктивности на рисунке 11.2.4 от до, а не от до, как показано. Увеличивается или уменьшается ток, чтобы создать ЭДС, показанную на диаграмме (а)? На диаграмме (б)?

    ПРОВЕРЬТЕ ПОНИМАНИЕ 11.3


    При изменении тока на катушке индуктивности возникает ЭДС величиной. С какой скоростью меняется ток?

    Хороший подход к расчету самоиндукции катушки индуктивности состоит из следующих шагов:


    Стратегия решения проблем: самоиндуктивность
    1. Предположим, через катушку индуктивности течет ток.
    2. Определите магнитное поле, создаваемое током. Если есть соответствующая симметрия, вы можете сделать это с помощью закона Ампера.
    3. Получить магнитный поток,.
    4. При известном магнитном потоке самоиндукция может быть найдена из уравнения 11.2.4,.

    Чтобы продемонстрировать эту процедуру, мы теперь вычисляем самоиндуктивность двух катушек индуктивности.

    Цилиндрический соленоид

    Рассмотрим длинный цилиндрический соленоид с длиной, площадью поперечного сечения и витками провода. Мы предполагаем, что длина соленоида настолько больше, чем его диаметр, что мы можем считать, что магнитное поле распространяется по внутренней части соленоида, то есть мы игнорируем концевые эффекты в соленоиде.При токе, протекающем через катушки, магнитное поле внутри соленоида составляет

    (11.2.6)

    , поэтому магнитный поток на один виток равен

    (11.2.7)

    Используя ??, находим для самоиндукции соленоида

    (11.2.8)

    Если — количество витков на единицу длины соленоида, мы можем записать уравнение 11.2.8 как

    (11.2.9)

    где — объем соленоида.Обратите внимание, что самоиндукция длинного соленоида зависит только от его физических свойств (таких как количество витков провода на единицу длины и объема), а не от магнитного поля или тока. Это верно для индукторов в целом.

    Прямоугольный тороид

    Тороид прямоугольного сечения показан на рисунке 11.2.6. Внутренний и внешний радиусы тороида равны и, а — высота тороида. Применяя закон Ампера так же, как мы это делали в примере 10.4.2 для тороида с круглым поперечным сечением, мы находим, что магнитное поле внутри прямоугольного тороида также равно

    (11.2.10)

    где — расстояние от центральной оси тороида. Поскольку поле внутри тороида изменяется, мы должны рассчитать поток путем интегрирования по поперечному сечению тороида. Используя бесконечно малый элемент площади поперечного сечения, показанный на рис. 11.2.6, получаем

    (11.2.11)

    (рисунок 11.2.6)

    Рисунок 11.2.6 Расчет самоиндукции прямоугольного тороида.

    Теперь из уравнения 11.2.11 для самоиндукции прямоугольного тороида получаем

    (11.2.12)

    Как и ожидалось, самоиндукция — постоянная величина, определяемая только физическими свойствами тороида.

    ПРОВЕРЬТЕ ПОНИМАНИЕ 11,4


    ПРОВЕРЬТЕ ПОНИМАНИЕ 11,5


    (а) Каков магнитный поток через один виток соленоида самоиндукции, когда через него протекает ток? Предположим, что соленоид намотан из проволоки диаметром.(б) Какова площадь поперечного сечения соленоида?

    Кандела Цитаты

    Лицензионный контент

    CC, конкретная атрибуция

    • Загрузите бесплатно по адресу http://cnx.org/contents/7a0f9770-1c44-4acd-9920-1cd9a9[email protected] Получено с : http://cnx.org/contents/[email protected] Лицензия : CC BY: Атрибуция
    Самоиндуктивность

    — обзор | Темы ScienceDirect

    22.3.3 Соотношение индуктивностей

    Самоиндуктивность обмоток якоря

    Самоиндуктивность любой обмотки якоря периодически изменяется от максимального значения, когда ось полюса совпадает с фазной осью, до минимального значения, когда ось полюса квадратурной совпадает с фазовой осью. Из-за симметрии ротора синусоидальное распределение обмотки с индуктивностью, имеющей период 180 электрических градусов. Выражения для самоиндуктивности имеют вид (рис.22.7):

    Рисунок 22.7. Ось ротора и статора.

    (22.21) xRR = xRR0 + xRR2cos2qRxyy = xyy0 + xyy2cos2qyxBB = xBB0 + xBB1cos2qB

    Взаимные индуктивности обмоток якоря

    Эти индуктивности могут быть записаны как xyy0 + xyy2 +

    xy21 =

    xy =

    xy xscos2 (θ + 30 градусов)] XyB = XBy = — [xm + xscos2 (θ – 90 градусов)] XBR = XRB = — [xm + xscos (θ + 150 градусов)]

    Приведенные выше выражения получены из следующих соображений:

    Составляющая взаимного потока фаз якоря не связывает ротор и, следовательно, не зависит от угла. –Fdsinθy = kdcosθRcosθy + kqcosθRcosθy

    = kdcosθRcos (θ – 120 градусов) + kdsinθRsin (θ – 120 градусов)

    = kd + kq4 + kd + kq2cos2 (θ − 60 градусов) 900 −24 60 900 21 = = [12A + Bcos2 (θ + 30 градусов)]

    Следовательно,

    xRY = — [xy + xscos (2) (q + 30degrees)] и скоро

    (Обратите внимание, что xy = xm, themutu реактивность)

    Собственные индуктивности ротора определены как x ffd , x 11 d , x 22 d ,… и являются предполагаемыми константами.

    Взаимные индуктивности ротора: Из-за симметрии ротора нет взаимной связи между осями d и q ротора.

    xf1q = xf2q = xid1q = x1d2q = x1qfd = 0

    xf1d = x1fd и т. Д. Для роторного поля и демпфирующей обмотки оси d.

    Взаимные индуктивности между статором и потоком ротора

    Основные компоненты потока в воздушном зазоре будут связаны с синусодиально распределенным потоком статора. Потоковая связь максимальна, когда две оси катушки находятся на одной линии.

    (22,23) xRfd = xfRd = xRfdcosθxyfd = xfyd = xyfdcos (θ − 120 градусов) xBfd = xfBd = xBfdcos (θ + 120 градусов)

    (22,24) xR1d = x1Rd = xR1dcos1dcos1d = xR1d = x1Rd = xR1dcos1d = xθyd = xθyd = xθ1dcos1dc x1Bd = xB1dcos (θ + 120 градусов)

    (22,25) xR1q = x1Rq = −xR1qsinθxy1q = x1yq = −xR1qsin (θ − 120 градусов) xB1q = x1Bq = −xB1qsin (θ + 24 9000 градусов собственной личности)
    Далее: Взаимная индуктивность Up: Магнитная индукция Предыдущий: Индуктивность Рассмотрим длинный соленоид длины и радиуса, который имеет количество витков на единицу длины, и несет ток. Продольный ( т.е. , направленный по ось соленоида) магнитное поле внутри соленоида примерно однородное, и дается

    (907)

    Этот результат легко получить, интегрировав закон Ампера по прямоугольной петля, длинные стороны которой проходят параллельно оси соленоида, одна внутри соленоид, а другой — снаружи, короткие стороны которого проходят перпендикулярно ось. Магнитный поток через каждый виток контура равен .Общий поток через провод соленоида, у которого есть витки,
    (908)

    Таким образом, самоиндукция соленоида равна
    (909)

    Обратите внимание, что самоиндукция зависит только от геометрических величин, таких как число витков на единицу длины соленоида и площадь поперечного сечения витков.

    Предположим, что ток, протекающий через соленоид, изменился.Мы должны Предположим, что изменение достаточно медленное, чтобы можно было пренебречь смещением в наших расчетах эффекты тока и запаздывания. Это означает, что типичный масштаб времени изменения должен быть намного больше, чем время, необходимое лучу света, чтобы пройти через схема. Если это так, то приведенные выше формулы остаются в силе.

    Изменение тока подразумевает изменение магнитного потока, соединяющего соленоид проволока, так как . По мнению Фарадея закон, это изменение генерирует e.м.ф. в проводе. По закону Ленца э.д.с. это так что касается противодействия смене нынешнего — т.е. , то это обратная ЭДС. Мы можем написать

    (910)

    где — сгенерированная ЭДС.
    Рисунок 51:
    Предположим, что у нашего соленоида есть электрическое сопротивление. Разрешите нам подключите концы соленоида к клеммам аккумуляторной батареи. е.м.ф. . Что сейчас произойдет? Эквивалентная схема представлена ​​на рис.51. Индуктивность и сопротивление соленоида представлены идеальным индуктор« и идеальный резистор«, соединенные последовательно. Падение напряжения на катушке индуктивности и резисторе равна ЭДС. батареи, . Падение напряжения на резисторе просто, тогда как падение напряжения на катушке индуктивности (, т.е. , обратная ЭДС) составляет . Здесь — ток, протекающий через соленоид. Это следует из того
    (911)

    Это дифференциальное уравнение для тока.Мы можем изменить это на давать
    (912)

    Общее решение
    (913)

    Константа фиксируется граничными условиями. Предположим, что аккумулятор подключается в то время, когда. Отсюда следует, что, поэтому тот
    (914)

    Эта кривая изображена на рис.52. Видно, что после подключения АКБ ток возрастает и достигает своего установившегося значения (которое исходит от закон), на характерном масштабе времени
    (915)

    Эту шкалу времени иногда называют постоянной времени схемы, или несколько невообразимо, L по времени R схемы.
    Рисунок 52:

    Теперь мы можем оценить значение самоиндукции.Задний э.д.с. генерируется в катушке индуктивности, поскольку ток пытается измениться, эффективно предотвращает ток от нарастания (или падения) намного быстрее времени. Этот эффект иногда выгодно, но часто это очень неприятно. Все элементы схемы обладают некоторой самоиндукцией, а также некоторым сопротивлением и, следовательно, имеют конечное время. Это означает, что когда мы включаем цепь, ток не подскакивает мгновенно до своего установившегося значения. Вместо этого нарастание распределяется по времени L / R цепи.Это хорошая вещь. Если бы ток увеличивался мгновенно, тогда чрезвычайно большое электрическое поля будут генерироваться внезапным скачком индуцированного магнитного поля, ведущего, неминуемо к пробою и возникновению электрической дуги. Итак, если бы такого не было как самоиндукция, то каждый раз, когда вы включаете или выключаете электрическую цепь будет синяя вспышка из-за дуги между проводниками. Самоиндуктивность тоже может быть плохо. Предположим, у нас есть необычный блок питания, и мы хотим использовать его для передачи электрического сигнала по проводу (или линии передачи).Конечно, провод или линия передачи будут обладать как сопротивлением, так и индуктивностью, и, следовательно, будет иметь некоторое характерное время. Предположим, что мы попробуйте послать прямоугольный сигнал по проводу. Поскольку ток в проводе не может подниматься или опускаться быстрее времени, передний и задний края сигнал сглаживается со временем. Типичная разница между сигнал, поступающий в провод (верхний график), и тот, который выходит из другой конец (нижняя кривая), проиллюстрирован на рис.53. Ясно, что мало Дело в том, что у вас есть необычный источник питания, если только вы не обладаете низкой индуктивностью провод или линия передачи, так что сигнал от источника питания может быть передается на какое-то нагрузочное устройство без серьезных искажений.

    Рисунок 53:


    Далее: Взаимная индуктивность Up: Магнитная индукция Предыдущий: Индуктивность
    Ричард Фицпатрик 2006-02-02

    INDUCTION — определение и синонимы слова самоиндукция в словаре французский языка

    ПРОИЗВЕДЕНИЕ САМОИНДУКЦИИ НА ФРАНЦУЗСКОМ ЯЗЫКЕ

    ГРАММАТИЧЕСКАЯ КАТЕГОРИЯ САМОИНДУКЦИИ

    Самоиндукция — это существительное . Существительное — это тип слова, значение которого определяет реальность. Существительные дают имена всем вещам: людям, предметам, ощущениям, чувствам и т. Д.

    ЧТО ПО-ФРАНЦУЗСКИ ОЗНАЧАЕТ САМОИНДУКЦИЮ?

    Щелкните, чтобы увидеть , чтобы увидеть исходное определение слова «самоиндукция» в словаре французского языка.Щелкните по номеру , чтобы увидеть автоматический перевод определения на английский язык.

    Электромагнитная индукция

    Электромагнитная индукция

    Электромагнитная индукция, также известная как магнитная индукция, представляет собой физическое явление, создающее разность электрических потенциалов в электрическом проводнике, подверженном воздействию переменного магнитного поля.Эта разность потенциалов может вызвать электрический ток в проводнике. Это явление используется, в частности, в электрических трансформаторах, катушках или даже индукционных пластинах благодаря вихревым токам. Нагрев за счет индукции соленоида. Электромагнитная индукция , австралийское название магнитная индукция , является феноменальным телом, производящим различие электрических потенциалов и проводников электрических сумм и переменных величин. Cette différence de Potentiel Peut engendrer un courant électrique dans le conducteur.Эта феномена — это notamment utilisé dans les transformateurs électriques, les bobines, or encore les plaques à индукционные решетки с курантами де Фуко. Chauffage par индукции par un solénoïde.

    СЛОВА, РИФМУЮЩИЕСЯ СО СЛОВОМ САМОИНДУКЦИИ

    ПЕРЕВОД САМОИНДУКЦИИ

    Найдите перевод самоиндукции на 25 языков с помощью нашего французского многоязычного переводчика. перевода самоиндукции с французского на другие языки, представленные в этом разделе, были получены посредством автоматического статистического перевода; где основной единицей перевода является французское слово «самоиндукция».
    Переводчик с французского на
    китайский 自感

    1,325 миллионов говорящих

    Переводчик с французского на
    хинди आत्म प्रेरण

    380 миллионов говорящих

    Переводчик с французского на
    арабский الحث الذاتي

    280 миллионов говорящих

    Переводчик с французского на
    португальский автоиндукция

    270 миллионов говорящих

    Переводчик с французского на
    бенгальский স্ব-আনয়ন

    260 миллионов говорящих

    Переводчик с французского на
    малайский Индукси Дири

    190 миллионов говорящих

    Переводчик с французского на
    на немецкий Selbstinduktions

    180 миллионов говорящих

    Переводчик с французского на
    японский 自己 誘導

    130 миллионов говорящих

    Переводчик с французского на
    корейский 자기 유도

    85 миллионов динамиков

    Переводчик с французского на
    яванский пото-прабава

    85 миллионов динамиков

    Переводчик с французского на
    вьетнамский тự см

    80 миллионов динамиков

    Переводчик с французского —
    тамильский சுய தூண்டல்

    75 миллионов говорящих

    Переводчик с французского —
    маратхи स्वत: ची प्रतिष्ठापना

    75 миллионов говорящих

    Переводчик с французского на
    на турецкий öz indüksiyon

    70 миллионов говорящих

    Переводчик с французского на
    на итальянский autoinduzione

    65 миллионов говорящих

    Переводчик с французского на
    польский самоиндукция

    50 миллионов говорящих

    Переводчик с французского на
    румынский автоиндукция

    30 миллионов динамиков

    Переводчик с французского на
    греческий αυτεπαγωγή

    15 миллионов говорящих

    Переводчик с французского —
    африкаанс самоиндукция

    14 миллионов говорящих

    Переводчик с французского на
    шведский självinduktion

    10 миллионов говорящих

    Переводчик с французского на
    норвежский selvinduksjon

    5 миллионов динамиков

    ТЕНДЕНЦИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕРМИНАЛА «САМОИНДУКЦИЯ»

    Термин «самоиндукция» используется регулярно и занимает 36.925 позиция в нашем списке наиболее широко используемых терминов во французском словаре. На показанной выше карте показана частотность использования термина «самоиндукция» в разных странах. Тенденции основных поисковых запросов и примеры использования слова self-Induction Список основных поисковых запросов, предпринимаемых пользователями для доступа к нашему французскому онлайн-словарю, и наиболее часто используемых выражений со словом «самоиндукция».

    ЧАСТОТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕРМИНА «САМОИНДУКЦИЯ» ВО ВРЕМЕНИ

    На графике показано годового изменения частотности использования слова «self-Induction» за последние 500 лет. Его реализация основана на анализе того, как часто термин «самоиндукция» появляется в оцифрованных печатных источниках на французском языке с 1500 года до наших дней.

    10 КНИГ НА ФРАНЦУЗСКОМ, КАСАЮЩИХСЯ

    «САМОИНДУКЦИИ»

    Поиск случаев использования слова самоиндукция в следующих библиографических источниках.Книги, относящиеся к самоиндукции и краткие выдержки из них, чтобы представить контекст его использования во французской литературе.

    C’est le phénomène de самоиндукция . Рисунок 19-2. Вариация куранта / данса. la bobineinduit une Voltage Entre sesbornes. C’est le phénomène de la self- индуктивность. Индуктивное напряжение, зависящее от числа шпилей бобин, в …

    Теодор Вильди, Жильбер Сибилль, 2000

    2

    Этимологический словарь англицизма и Америки

    Н.f. — электрическая автоиндукция Phénomène; индукционная цепь на людях. Syn. де АВТОИНДУКЦИЯ. «Le коэффициент самоиндукции уменьшение ограничение ». (BRILLOUIN, J. de Phys., I, 23; 1882). «Ла самоиндукция интервальный сюртуут …

    3

    Поджигатели и взрывы атмосферы

    U AB (t) 6.3.13 Самоиндукция Альтернатива без натяжения, вспомогательная аппликация une bobine, y génère un courant alternatif qui produit, à travers cette dernière, un переменная чемпионата индукции; il y a donc création d’un flux de ce champ variable,…

    Des études similaires ont montré aussi que le ткань du plancher en voie de différenciation est lui-même inducteur du plancher ( самоиндукция, ). Ceci peut s ‘ Исследователь par le fait que l’activité индуктивность de la notochorde est sous la зависимость …

    5

    Les Structures du «Französisches Etymologisches Wörterbuch»: …

    18, l10a, САМОИНДУКЦИЯ (( самоиндукция ), dp.1865, ОЭДЗ) z SELF 6 [18, 1 10а]. 18,110a, САМОСДЕЛАННЫЙ ЧЕЛОВЕК ((homme qui S’est fait lui-même), dp. 1832, OEDZ) z SELF 8 [18,110a]. 18, l10a, САМООБСЛУЖИВАНИЕ ((самообслуживание), дп. 1919 г., г. ОЭДЗ) …

    6

    Большой словарь по нефтяной науке и технологиям:

    … температура само-lgnltlon (SIT): température d’autoallumage. собственная индуктивность: автоиндуктивность /; индуктивность пропре, самоиндукция : автоиндукция / самовоспроизведение Страхование: автострахование / самозагрузочный конвейер: автоперевозчик.себя locklng: на …

    Magdeleine Moureau, Джеральд Брейс, 1993

    7

    Телосложение: Электричество и магнетизм

    Tout d’abord, nous décrirons l ‘auto-индукция (некоторые авторы ном. self -induction ou simplement self), qui est l’induction, dans un conducteur parcouru переменная par un courant, d’une f.é.m. противник а ля f.é.m. extérieure produisant le …

    8

    Радиолюбитель: подготовка к экзамену: мануэль …

    7.2.2 Самоиндукция , loi de Lenz, индуктивность Considérons une bobine parcourue par un courant. Cette bobine est entourée par le champ magnétique qu’elle crée. Si nous coupons, maintenant le courant dans cette bobine, plus rien n’alimente …

    9

    Dictionnaire du pétrole…

    … самовоспламенение: самовоспламенение /; авто-аллюмаж м; спонтанное воспаление, Температура самовоспламенения (SIT): température d’autoallumage. самоиндуктивность: авто -индуктивность /; индуктивность пропре, самоиндукция : автоиндукция /. самострахование: …

    Magdeleine Moureau, Джеральд Брейс

    10

    Savants et découvertes

    Цена указана за самоиндукция по методам, обязательным для Behn Eschenburg et à Rothert, méthodes toutes deux insuffisantes et qui ne permettaient d’obtenir qu’une limite inférieure et une limit supérieure de la Quantité à évaluer.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    2015-2019 © Игровая комната «Волшебный лес», Челябинск
    тел.:+7 351 724-05-51, +7 351 777-22-55 игровая комната челябинск, праздник детям челябинск