Электромагнитная индукция, самоиндукция и взаимная индукция

В проводнике, пересекающем магнитное поле, индуцируется ЭДС электромагнитной индукции.

Явление наведения ЭДС в проводнике, пересекающем магнитное поле, называется электромагнитной индукцией. Направление ЭДС в проводнике определяется правилом правой руки.

Величина ЭДС определяется выражением:

E=BVℓ Sin α

где: В - индукция магнитного поля;

V - скорость пересечения проводником магнитного поля;

ℓ - длина проводника;

α - угол, под которым проводник пересекает поле.

Если магнитное поле с направленной скоростью пересекает замкнутый контур, то ЭДС электромагнитной индукции в этом контуре определяется по закону электромагнитной индукции.

т.е. ЭДС электромагнитной индукции в замкнутом контуре равна скорости изменения магнитного потока, сцепленного с этим контуром, с отрицательным знаком. Знак “-“ отражает правило Ленца.

ЭДС электромагнитной индукции возникает только при изменении магнитного потока. Если переменный магнитный поток пронизывает катушку с числом витков W, то индуктивная ЭДС.

Произведение ф * = - называется потокосцеплением, и тогда

т.е. ЭДС электромагнитной индукции в катушке равна скорости изменения потокосцепления со знаком “-“.

Если по катушке пропустить ток I, то созданный током магнитный поток фвкатушке пропорционален току, т.е. ф=I

Следовательно, ψ = фw =I.

Из этого возникает, что для каждой катушки отношение ψ/_I– величина постоянная.

Это отношение обозначается буквой L и называется индуктивностью, т.е.

Индуктивность кольцевой катушки

где: ф т.е.

индуктивность катушки пропорциональна квадрату числа витков этой катушки и зависит от габаритов и материала сердечника катушки.

Если по катушке с индуктивностью L пропустить переменный ток (рис. 3.2.1) то он создает в катушке переменный поток, который пронизывает витки катушки и индуктирует в них ЭДС самоиндукции ℓi

U L

Рис. 3.2.1

Явление наведения ЭДС самоиндукции в проводнике, контуре или катушке, вызванное изменением тока, называют – Явление самоиндукции, ЭДС самоиндукции пропорциональна скорости изменения тока в этом проводнике, контуре или катушке со знаком “-“.

Если две или несколько катушек расположены так, что магнитный ток одной из них пронизывает витки остальных, то такие катушки называются магнито-связанными. Для двух магнито-связанных катушек отношение

Величина постоянная и называется взаимной индуктивностью. ЭДС взаимной индукции

Зависимость между коэффициентом взаимной индукции индуктивностями катушек

где: К – коэффициент магнитной связи между катушками, зависит от взаимного расположения катушек.

Он показывает, какая часть созданного потока пронизывает одновременно обе магнито-связанные катушки. Коэффициент связи может изменяться от нуля до единицы.

При отсутствии рассеяния магнитного потока К=0, при отсутствии магнитной связи К=0.

Индуктивно-связанные катушки могут быть включены согласно или встречно согласными включением называется такое, при котором намотка катушек выполнена так, что магнитные потоки катушек имеют одинаковое направление. При встречном последовательном включении первичной и вторичной противоположно. При последовательном включении магнитные потоки катушек направлены противоположно. При последовательном включении первичной и вторичной катушек при согласном включении общая индуктивность этих катушек определяется

, а при встречном включении