Есть конспект?
Пришлите нам!

Самоиндукция. Индуктивность

Если в контуре течёт переменный ток, то в этом контуре возникает ЭДС индукции, т.к. ток создаёт через контур переменный магнитный поток, величина которого изменяется в соответствии с изменениями тока. Возникающая ЭДС создаёт дополнительный ток в контуре. Это явление называется самоиндукцией, а дополнительные токи – экстратоками самоиндукции. Индукция магнитного поля пропорциональна току, следовательно, величина магнитного потока через контур также пропорциональна току:       Φ = L∙I  (3.12), где L – коэффициент самоиндукции или индуктивность контура, зависящая от формы и размеров, а также от свойств окружающей среды. Применяя к явлению индукции закон электромагнитной индукции Фарадея, получим:

 

e = - ΔΦ/Δt = -  L∙ΔI/Δt   (3.13)

 

ЭДС самоиндукции, возникающая в контуре при изменении тока в нём, прямо пропорциональна скорости этого тока. Индуктивность контура численно равна ЭДС самоиндукции, возникающей в нём при изменении тока на единицу за единицу времени.

Индуктивность можно сравнить с массой тела, т.к., чем больше индуктивность, тем труднее изменить силу тока в контуре. Индуктивность измеряется в генри – Н, Гн.

1 Гн – это индуктивность такого контура, в котором возникает ЭДС самоиндукции в 1 вольт при изменении тока в нём на 1 ампер за 1 секунду.

 

Рассмотрим электрическую цепь, состоящую из катушки индуктивности, источника питания и выключателя. Изменение тока через катушку индуктивности после включения в момент времени t1 будет выглядеть следующим образом:

Если теперь выключить ток, то ЭДС самоиндукции пытается сохранить его, т.е. препятствует его уменьшению.

При отключении выключателя в момент времени t2 ток и магнитный поток уменьшаются до 0. Изменение тока вызывает в катушке ЭДС самоиндукции eL, которая препятствует уменьшению тока через контур, поэтому ток уменьшается не мгновенно, а по экспоненте, как показано на рисунке. Скорость изменения тока зависит от индуктивности контура и его активного сопротивления. Их отношение определяет постоянную времени:                 

 

τ = L/R, где

τ – постоянная времени контура в секундах;

L – индуктивность контура (Гн);

R – сопротивление контура (Ом).

Во время разрыва контакта переключателя напряжение между его контактами

U + eL, которое может во много раз превышать напряжение источника питания.

Поэтому между контактами переключателя может возникать электрическая дуга, ионизирующая воздух и позволяющая после размыкания контактов протекать току ещё некоторое время. Искрение или образование дуги разрушает контакты, поэтому в большинстве случаев механические контакты снабжаются пружинами для ускорения их размыкания.


Dr.BoT© Konspektiruem.ru