Самоиндукция и взаимоиндукция, их проявление в технических устройствах.

Явление возникновения ЭДС в контуре при пересечении его магнитным полем называется электромагнитной индукцией.

Если проводник или катушка перемещаются в магнитном поле и при этом пересекают магнитные силовые линии, то в проводнике или катушке будет возникать индуцированная ЭДС, а если проводник или катушка замкнуты, то возникает индуцированный ток (закон Фарадея)

Е_пр=Вlv

Направление индуцированной ЭДС определяется правилом правой руки: правую руку надо расположить так, чтобы магнитные силовые линии были направлены перпендикулярно ладони, а отогнутый на 90° большой палец был направлен по вектору скорости, тогда четыре вытянутых пальца покажут направление ЭДС.

При изменении магнитного потока, охватываемого замкнутым контуром, в нем индуктируется ЭДС (закон Максвелла)

Правило Ленца: индуцируемая ЭДС всегда возникает такого направления, чтобы своим магнитным полем препятствовать тем причинам, которые его вызывают. Знак «-» отражает правило Ленца.

При прохождении переменных магнитных потоков наводятся ЭДС и возникают вихревые токи, которые нагревают магнитопровод и производят размагничивающее действие.

При изменении тока в проводнике изменяется магнитный поток, создаваемый этим током. Изменение магнитного потока индуцирует в проводнике ЭДС. Это явление называется самоиндукцией. Особенно сильно сказывается самоиндукция в цепях, содержащих железные сердечники (электромоторы, трансформаторы, электромагниты). Явление самоиндукции характеризуется индуктивностью L. Величина ЭДС самоиндукции пропорциональна скорости изменения электрического тока и обратно направлена

где L – коэффициент пропорциональности, называемый индуктивностью контура. Зависит от геометрической формы и размеров контура и магнитной проницаемости окружающей среды. Единица измерения – генри (Гн).

Знак «-» обозначает, что e направлена в сторону, противоположную скорости изменения тока.

При протекании электрического тока в контуре магнитный поток сцепления y пропорционален силе электрического тока I

y=L×I

где L – коэффициент пропорциональности, называемый индуктивностью контура. Зависит от геометрической формы и размеров контура и магнитной проницаемости окружающей среды.

С изменением силы тока I изменяется и магнитный поток, сцепленный с контуром, а всякое изменение магнитного потока создает э.д.с.

e=

Т.о., изменение силы тока в контуре приводит к возникновению ЭДС индукции в том же самом контуре. Это явление называется самоиндукцией. Особенно сильно сказывается самоиндукция в цепях, содержащих железные сердечники (электромоторы, трансформаторы, электромагниты).

Явление самоиндукции – это своего рода проявление закона инерции для электрических процессов. Если ток в цепи возрастает, ЭДС самоиндукции направлена навстречу току и стремится воспрепятствовать этому возрастанию. Если ток в цепи убывает, ЭДС самоиндукции направлена в сторону течения тока и стремится поддерживать его, чтобы воспрепятствовать этому убыванию.

Взаимная индукция: если две катушки с током расположить рядом, то магнитное поле каждой из них будет пронизывать контур другой. Взаимной индукцией называется явление наведения ЭДС в одном контуре при изменении тока в другом.

Вихревые токи: в магнитопроводах электротехнических устройств (электрических машин, трансформаторов) при прохождении переменных магнитных потоков наводятся ЭДС и возникают вихревые токи. Эти токи нагревают магнитопровод, создают дополнительные потери и производят размагничивающее действие. С целью уменьшения потерь от вихревых токов сердечники трансформаторов и других устройств выполняют из специальных сортов электротехнической стали, имеющей повышенное удельное сопротивление. С этой же целью сердечники выполняют не сплошными, а набранными из тонких листов (0,1 – 0,5 мм), изолированных друг от друга лаком.