Dobar dan svima. U prethodnim člancima sam govorio o magnetnom polju u materiji, kao io magnetna kola i metode njihovog izračunavanja. Ovaj članak je posvećen fenomenu kao što je indukovana emf, u kojim slučajevima se javlja, a dotaknut će se i koncepta induktivnosti, kao glavnog parametra koji karakterizira pojavu magnetskog fluksa kada električno polje u Exploreru.
Kako nastaju indukovana emf i indukovana struja?
Kao što sam rekao u prethodnim člancima, oko vodiča kroz koji teče električna struja nastaje elektromagnetno polje. Pregledao sam ovo magnetno polje ovdje i ovdje. Međutim, postoji i suprotan fenomen koji se zove elektromagnetna indukcija. Ovaj fenomen je otkrio engleski fizičar M. Faraday.
Da biste razmotrili ovaj fenomen, razmotrite sljedeću sliku
Crtež koji ilustruje elektromagnetnu indukciju.
Ova slika prikazuje okvir napravljen od provodnika postavljenog u njega električno polje sa indukcijom IN. Ako se ovaj okvir pomiče gore-dolje u smjeru magneta dalekovodi ili lijevo - desno okomito na linije sile, zatim magnetni tok Φ prodiranje u okvir će biti gotovo konstantno. Ako rotirate okvir oko ose O, zatim u određenom vremenskom periodu ∆ t magnetni tok će se promijeniti za određenu količinu ∆Φ i kao rezultat, indukovana emf će se pojaviti u okviru Ei i struja će teći I, zvao indukovana struja.
Šta je indukovana emf?
Da biste odredili veličinu EMF-a, uzmite u obzir krug postavljen u jednolično magnetsko polje sa indukcijom IN, provodnik dužine od l .
Pod silom F provodnik počinje da se kreće velikom brzinom v . Neko vreme ∆ t vodič će hodati stazom db . Dakle, rad utrošen na pomicanje provodnika će biti
Budući da se provodnik sastoji od nabijenih čestica - elektrona i protona, oni se također kreću zajedno s vodičem. Kao što je poznato, na pokretnu nabijenu česticu djeluje Lorentzova sila, koja je okomita na smjer kretanja čestice i vektor magnetske indukcije. IN , odnosno elektroni se počinju kretati duž vodiča što dovodi do pojave električna struja u njemu.
Međutim, provodnik sa strujom u magnetskom polju podložan je određenoj sili F T , što će, u skladu s pravilom lijeve strane, biti suprotno djelovanju sile F , zbog čega se provodnik kreće. Budući da se provodnik kreće jednoliko, odnosno konstantnom brzinom, tada se javljaju sile F T I F jednake po apsolutnoj vrijednosti
I je jačina struje u vodiču koja nastaje djelovanjem inducirane emf,
l je dužina provodnika.
Od načina db udaljenost koju provodnik pređe zavisi od brzine v i vrijeme t , tada će rad utrošen na pomicanje provodnika u magnetskom polju biti
Kada se provodnik kreće u magnetskom polju, gotovo sva mehanička energija utrošena na ovaj rad pretvara se u električnu energiju, tj.
Tako, transformirajući zadnji izraz, dobijamo vrijednost inducirane emf kada se pravi provodnik kreće u magnetskom polju
gdje je B indukcija magnetsko polje,
l – dužina provodnika,
v je brzina kretanja provodnika.
Ovaj izraz odgovara kretanju vodiča okomito na linije magnetske indukcije. Ako se kretanje događa pod određenim kutom u odnosu na linije magnetske indukcije, tada izraz poprima oblik
gdje je dS površina koju provodnik prelazi tokom svog kretanja,
dΦ – magnetni tok koji prodire u područje dS.
Dakle, inducirana emf je jednaka brzini promjene magnetskog fluksa koji prodire u kolo.
Da bi se označio smjer kretanja struje u kolu, uvodi se znak "-", koji označava da je struja u krugu usmjerena protiv pozitivnog zaobilaznog kruga. Dakle
Često se krug koji se sastoji od mnogo zavoja žice kreće u magnetskom polju, pa će inducirana emf imati oblik
gdje je w broj zavoja u kolu,
dΨ = wdΦ – elementarna veza fluksa.
Da parafraziramo prethodnu definiciju, inducirana emf u kolu je jednaka brzini promjene u vezi fluksa ovog kola.
Šta je samoindukovana emf? Induktivnost
Kao što znate, postoji magnetsko polje oko provodnika koji nosi struju. Budući da je indukcija magnetskog polja proporcionalna struji koja teče kroz provodnik, a magnetski fluks proporcionalan magnetnoj indukciji, stoga je magnetni tok proporcionalan struji koja teče kroz provodnik.
Dakle, kada se struja promijeni, magnetski fluks (ili veza fluksa) se mijenja. Međutim, u skladu sa zakonom elektromagnetne indukcije, promjena veze fluksa dovodi do pojave inducirane emf u vodiču.
Ova pojava (pojava emf) u provodniku kada se promijeni struja koja prolazi kroz njega naziva se samoindukcija. EMF koji nastaje zbog samoindukcije naziva se Samoindukovana emf E L, što je jednako
gdje je dΨ L promjena veze fluksa.
Stoga, između električne struje u vodiču i veze fluksa magnetskog polja koje nastaje oko vodiča, postoji određeni koeficijent proporcionalnosti koji ih povezuje. Ovaj koeficijent je induktivnost– označeno L(ima stari naziv koeficijent samoindukcije)
Količina induktivnosti karakterizira sposobnost električnog kola da stvori vezu fluksa (magnetski fluks) kada električna struja teče kroz njega. Jedinica induktivnosti je Henry (označeno Gn)
Dakle, induktivnost zavisi od geometrijskih dimenzija strujnog vodiča i od magnetna svojstva magnetni krug kroz koji je zatvoren magnetni tok koji stvara provodnik sa strujom.
Šta je međusobna indukcija? Međusobna induktivnost
Da biste razjasnili koncept međusobne indukcije, razmotrite dvije zavojnice K1 i K2 koje se nalaze blizu jedna drugoj.
Ako električna struja prolazi kroz jedan od zavojnica i 1 , tada će se oko ove zavojnice pojaviti magnetsko polje sa fluksom Φ1 , čiji će dio linija magnetnog polja presjeći i drugi kalem, oko kojeg se formira magnetni tok Φ12 . Dakle, kada se struja promijeni i 1 u prvoj zavojnici će se promijeniti magnetni tok Φ1 , i, posljedično, magnetni fluks Φ12, prelazak preko druge zavojnice, što će zasigurno dovesti do promjene električne struje u drugoj zavojnici i, shodno tome, do pojave EMF-a.
Dakle, pojava EMF u strujnom kolu pod uticajem promenljive struje u obližnjem susednom zavojnici naziva se međusobna indukcija.
Kao što je gore spomenuto, fenomen samoindukcije izražava se u kvantitativnom obliku induktivnošću L, na sličan način, međusobna induktivnost je određena fizičkom veličinom koja se zove međusobna induktivnost M(ima dimenziju Henry - "Hn"). Ova vrijednost je određena omjerom veze fluksa u sekundarnoj zavojnici Ψ 12 na struju u primarnom kalemu i 1
Međutim, međusobna indukcija se može odrediti i na suprotan način, odnosno propuštanjem struje i 2 kroz sekundarni kalem. U tom slučaju će se stvoriti magnetni tok Φ2 , čiji dio Φ21 će prodrijeti u primarni kalem, tada će međusobna indukcija biti određena sljedećim izrazom
Kao iu slučaju samoindukcije, emf međusobne indukcije u sekundarnoj zavojnici ovisit će o brzini promjene magnetskog fluksa ili veze fluksa
Međusobna induktivnost M zavisi od induktivnosti dve zavojnice i određuje se prema sledećem izrazu
gdje je k koeficijent sprege, u zavisnosti od stepena induktivne sprege između kalemova;
L 1 – induktivnost prvog namotaja;
L 2 – induktivnost drugog namotaja.
Induktivni koeficijent sprege k je definisan sljedećim izrazom
Iz ovog izraza je jasno da će koeficijent sprege uvijek biti manji od jedinice, jer Φ 12< Φ 1 I Φ 21< Φ 2 .
Teorija je dobra, ali bez praktična primjena ovo su samo riječi.
>> indukovana emf u pokretnim provodnicima
§ 13 INDUKCIJSKI EMF U POKRETNIM PROVODNIKIMA
Razmotrimo sada drugi slučaj pojave indukcijske struje.
Kada se provodnik kreće, s njim se kreću i njegovi slobodni naboji. Dakle, Lorentzova sila djeluje na naboje iz magnetskog polja. To je ono što uzrokuje kretanje naboja unutar vodiča. Stoga je indukovana emf magnetskog porijekla.
U mnogim elektranama širom svijeta, Lorentzova sila je ta koja uzrokuje kretanje elektrona u pokretnim provodnicima.
Izračunajmo indukovanu emf koja se javlja u provodniku koji se kreće u jednoličnom magnetskom polju (slika 2.10). Neka strana konture MN dužine l klizi konstantnom brzinom duž stranica NC i MD, ostajući sve vrijeme paralelna sa stranicom CD. Vektor magnetne indukcije uniformno polje je okomita na provodnik i pravi ugao sa smerom njegove brzine.
Sila kojom magnetsko polje djeluje na pokretnu nabijenu česticu jednaka je po veličini
Ova sila je usmjerena duž provodnika MN. Rad Lorentzove sile 1 na putu l je pozitivan i iznosi:
Sadržaj lekcije beleške sa lekcija podrška okvirnoj prezentaciji lekcija metode ubrzanja interaktivne tehnologije Vježbajte zadaci i vježbe radionice za samotestiranje, obuke, slučajevi, potrage pitanja za raspravu o domaćim zadacima retorička pitanja od studenata Ilustracije audio, video i multimedija fotografije, slike, grafike, tabele, dijagrami, humor, anegdote, vicevi, stripovi, parabole, izreke, ukrštene reči, citati Dodaci sažetakačlanci trikovi za radoznale jaslice udžbenici osnovni i dodatni rječnik pojmova ostalo Poboljšanje udžbenika i lekcijaispravljanje grešaka u udžbeniku ažuriranje fragmenta u udžbeniku, elementi inovacije u lekciji, zamjena zastarjelog znanja novim Samo za nastavnike savršene lekcije kalendarski plan za godinu smjernice diskusioni programi Integrisane lekcijePojavu elektromotorne sile (EMS) u tijelima koja se kreću u magnetskom polju lako je objasniti ako se prisjetimo postojanja Lorentzove sile. Neka se štap kreće u jednoličnom magnetskom polju sa indukcijom Slika 1. Neka smjer brzine kretanja štapa () i budu okomiti jedni na druge.
Između tačaka 1 i 2 štapa indukuje se EMF, koji je usmeren od tačke 1 do tačke 2. Kretanje štapa je kretanje pozitivnih i negativnih naelektrisanja koji su deo molekula ovog tela. Naboji se kreću zajedno sa tijelom u smjeru kretanja štapa. Magnetno polje utječe na naboje koristeći Lorentzovu silu, pokušavajući pomaknuti pozitivne naboje prema tački 2, a negativne prema suprotnom kraju štapa. Dakle, djelovanje Lorentzove sile stvara inducirani emf.
Ako se kreće u magnetskom polju metalna šipka, tada se pozitivni ioni, koji se nalaze u čvorovima kristalne rešetke, ne mogu kretati duž štapa. U ovom slučaju, mobilni elektroni se nakupljaju u višku na kraju štapa blizu tačke 1. Na suprotnom kraju štapa će nedostajati elektrona. Napon koji se pojavi određuje indukovanu emf.
Ako je pokretna šipka napravljena od dielektrika, razdvajanje naboja pod utjecajem Lorentzove sile dovodi do njegove polarizacije.
Inducirana emf bit će nula ako se provodnik kreće paralelno sa smjerom vektora (to jest, ugao između i jednak je nuli).
Indukciona emf u ravnom provodniku koji se kreće u magnetskom polju
Dobijmo formulu za izračunavanje inducirane emf koja se javlja u ravnom vodiču dužine l koji se kreće paralelno sa sobom u magnetskom polju (slika 2). Neka v - trenutnu brzinu provodnika, tada će s vremenom opisati površinu jednaku:
U tom slučaju, provodnik će preći sve linije magnetske indukcije koje prolaze kroz jastučić. Dobijamo da je promjena magnetskog fluksa () kroz krug u koji ulazi pokretni provodnik:
gdje je komponenta magnetske indukcije okomita na površinu. Zamijenimo izraz za (2) u osnovni zakon elektromagnetne indukcije:
U ovom slučaju, smjer indukcijske struje određen je Lenzovim zakonom. Odnosno, indukcijska struja ima takav smjer da mehanička sila koja djeluje na vodič usporava kretanje vodiča.
Indukciona emf u ravnoj zavojnici koja rotira u magnetskom polju
Ako se ravna zavojnica rotira u jednoličnom magnetskom polju, ugaona brzina njegove rotacije je jednaka , os rotacije je u ravnini zavojnice i , tada se indukovana emf može naći kao:
gdje je S površina ograničena zavojnicom; - fluks samoindukcije zavojnice; - ugaona brzina; () - ugao rotacije konture. Treba napomenuti da izraz (5) vrijedi kada osa rotacije čini pravi ugao sa smjerom vektora vanjskog polja.
Ako rotirajući okvir ima N zavoja i njegova samoindukcija se može zanemariti, tada:
Primjeri rješavanja problema
PRIMJER 1
| Vježbajte | Automobilska antena koja se nalazi okomito kreće se od istoka prema zapadu u Zemljinom magnetskom polju. Dužina antene je m, brzina kretanja je . Koliki će biti napon između krajeva vodiča? |
| Rješenje | Antena je otvoreni provodnik, stoga u njoj neće biti struje, napon na krajevima jednak je induciranoj emf: Komponenta vektora magnetske indukcije Zemljinog polja okomita na smjer kretanja antene za srednje geografske širine približno je jednaka T. |
Indukovana elektromotorna sila (EMF) se javlja u sljedećim slučajevima:
- Kada pokretni provodnik pređe stacionarno magnetsko polje ili, obrnuto, pokretno magnetsko polje pređe stacionarni provodnik; ili kada se provodnik i magnetsko polje, krećući se u prostoru, kreću relativno jedno prema drugom;
- Kada naizmjenično magnetsko polje jednog vodiča, djelujući na drugi provodnik, inducira u njemu EMF (međusobna indukcija);
- Kada promjenjivo magnetsko polje inducira EMF (samoindukciju) u sebi.
Dakle, svaka promjena u vremenu u veličini magnetskog fluksa koji prodire zatvorena petlja(okret, okvir), praćen je pojavom inducirane emf u provodniku.
Kao što je navedeno u članku “Fenomen elektromagnetne indukcije”, smjer EMF magnetne indukcije ovisi o smjeru kretanja vodiča i smjeru magnetskog polja.
Da biste odredili smjer inducirane emf u provodniku, koristite „pravilo desna ruka". To je kako slijedi: ako mentalno postavite desnu ruku u magnetsko polje duž vodiča tako da magnetne linije koje izlaze iz sjevernog pola ulaze u dlan, a savijeni palac se poklapa sa smjerom kretanja provodnika, tada će četiri ispružena prsta pokazati smjer indukovane emf u provodniku(slika 1).
Slika 1. Određivanje smjera inducirane emf u provodniku pomoću “pravila desne ruke”
U slučajevima kada provodnik ostaje nepomičan, a magnetsko polje se kreće, za određivanje smjera inducirane emf potrebno je pretpostaviti da polje ostaje nepomično i da se provodnik pomiče u stranu, obrnuto kretanje polja i primijeniti "pravilo desne ruke".
Fenomen indukovane emf može se objasniti i upotrebom elektronske teorije.
Postavimo provodnik u magnetsko polje. Slobodni elektroni provodnika će biti u nesređenom stanju termičko kretanje. Pozitivni i negativni naboji su ravnomjerno raspoređeni po cijelom volumenu vodiča i međusobno se neutraliziraju. Provodnik ćemo pomicati određenom brzinom u jednoličnom magnetskom polju u smjeru n(Slika 2) okomito na vektor magnetske indukcije. Magnetne linije, prikazane kao tačke, usmjerene su iza ravni crteža prema čitaču.
U tom slučaju će na električne naboje vodiča djelovati sila, pod čijim će utjecajem slobodni elektroni dobiti dodatnu komponentu brzine i kretat će se duž vodiča.
Dok se pozitivni naboji povezani s kristalnom rešetkom provodnika ne pomiču u odnosu na provodnik, slobodni elektroni koji se kreću s vodičem mogu se kretati u odnosu na provodnik.
U našem primjeru, elektroni se kreću od donje ivice provodnika do njegove gornje ivice, što odgovara smjeru struje od vrha do dna. Smjer inducirane emf i struje u provodniku, kao što se lako može vidjeti, u skladu je s pravilom desne ruke.
Veličina EMF indukcije magnetskog polja u provodniku zavisi od:
- na veličinu indukcije B magnetno polje, budući da su linije magnetne indukcije gušće locirane, to će provodnik preći veći broj njih u jedinici vremena (sekundi);
- na brzinu provodnika v u magnetnom polju, od kada velika brzina kretanje provodnika može prijeći više indukcijskih linija u sekundi;
- od radne (koje se nalazi u magnetskom polju) dužine provodnika l, budući da dugačak provodnik može prijeći više indukcijskih vodova u sekundi;
- na vrijednost sinusa ugla α između smjera kretanja provodnika i smjera magnetskog polja (slika 3).
Vektor brzine provodnika u magnetskom polju rastavljamo na dvije komponente: vn- komponenta normalna na smjer polja ( vn = v× sin α) i v t- tangencijalna komponenta ( v t = v× cos α), koji ne učestvuje u stvaranju EMF-a, jer bi se pri kretanju pod uticajem tangencijalne komponente provodnik kretao paralelno sa vektorom B i ne bi prelazio linije magnetne indukcije.
Formula za indukovanu emf omogućava određivanje njene vrijednosti:
e = B × l × v× sin α (B) .
Nakon što smo se upoznali sa fenomenom elektromagnetne indukcije, razmotrimo ponovo proces konverzije električna energija na mehaničku.
Slika 4. Pretvaranje električne energije u mehaničku energiju
Neka se pravi provodnik AB (slika 4), kroz koji teče struja iz izvora napona, stavi u vanjsko magnetsko polje. Ako je provodnik nepomičan, tada se energija izvora napona troši isključivo na zagrijavanje vodiča:
A = U × I × t = I² × r × t(J) .
Potrošena snaga će biti jednaka:
P el = U × I = I² × r(W)
odakle određujemo struju u kolu:
| (1) |
Međutim, znamo da će provodnik sa strujom stavljen u magnetsko polje doživjeti silu iz polja koja teži da pomjeri provodnik u magnetskom polju u smjeru određenom pravilom lijeve strane. Prilikom svog kretanja, provodnik će prelaziti linije magnetnog polja i, prema zakonu elektromagnetne indukcije, u njemu će nastati indukovana emf. Smjer ovog EMF-a, određen pravilom desne ruke, bit će suprotan struji I. Nazovimo ga EMF E arr. Magnituda E arr prema zakonu elektromagnetne indukcije biće jednaka.
Elektromagnetna indukcija je stvaranje električnih struja pomoću magnetnih polja koja se mijenjaju tokom vremena. Faradayjevo i Henryjevo otkriće ovog fenomena unijelo je izvjesnu simetriju u svijet elektromagnetizma. Maxwell je uspio prikupiti znanje o elektricitetu i magnetizmu u jednoj teoriji. Njegovo istraživanje je predvidelo postojanje elektromagnetnih talasa prije eksperimentalnih opservacija. Hertz je dokazao njihovo postojanje i otvorio eru telekomunikacija čovječanstvu.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-14-210x140..jpg 614w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">
Faradejevi eksperimenti
Faraday i Lenzovi zakoni
Električne struje stvaraju magnetne efekte. Da li je moguće da magnetsko polje generiše električno? Faraday je otkrio da željeni efekti nastaju zbog promjena u magnetskom polju tokom vremena.
Kada provodnik pređe varijabla magnetni fluks, u njemu se inducira elektromotorna sila koja uzrokuje električnu struju. Sistem koji generiše struju može biti trajni magnet ili elektromagnet.
Fenomen elektromagnetne indukcije regulišu dva zakona: Faraday i Lenz.
Lenzov zakon nam omogućava da okarakteriziramo elektromotornu silu s obzirom na njen smjer.
Bitan! Smjer induciranog EMF-a je takav da struja uzrokovana njime teži da se odupre uzroku koji ga stvara.
Faraday je primijetio da se intenzitet inducirane struje povećava kada se broj linija polja koje prelaze krug mijenja brže. Drugim riječima, emf elektromagnetne indukcije direktno ovisi o brzini pokretnog magnetskog fluksa.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/2-10-768x454..jpg 960w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">
indukovana emf
Formula za indukovanu emf je definirana kao:
E = - dF/dt.
Znak "-" pokazuje kako je polaritet inducirane emf povezan sa predznakom fluksa i promjenjivom brzinom.
Dobivena je opća formulacija zakona elektromagnetne indukcije iz koje se mogu izvesti izrazi za posebne slučajeve.
Kretanje žice u magnetskom polju
Kada se žica dužine l kreće u MF sa indukcijom B, unutar njega će se inducirati emf, proporcionalna njegovoj linearnoj brzini v. Za izračunavanje EMF-a koristi se formula:
- u slučaju kretanja vodiča okomito na smjer magnetskog polja:
E = - B x l x v;
- u slučaju kretanja pod drugim uglom α:
E = — B x l x v x sin α.
Inducirani EMF i struja bit će usmjereni u smjeru koji nalazimo koristeći pravilo desne ruke: postavljanjem ruke okomito na linije magnetskog polja i usmjeravanjem palca u smjeru kretanja provodnika, možete saznati smjer EMF preostala četiri ispravljena prsta.
Jpg?x15027" alt="Pokretna žica u MP" width="600" height="429">!}
Pomicanje žice u MP
Rotirajući kolut
Rad generatora električne energije zasniva se na rotaciji kola u MP koji ima N zavoja.
EMF se inducira u električnom kolu svaki put kada ga magnetski tok pređe, u skladu sa definicijom magnetnog fluksa F = B x S x cos α (magnetska indukcija pomnožena površinom kroz koju prolazi MF i kosinusom formiranog ugla vektorom B i okomitom linijom na ravan S).
Iz formule proizlazi da je F podložan promjenama u sljedećim slučajevima:
- Promjene intenziteta MF – vektor B;
- područje ograničeno konturom varira;
- orijentacija između njih, određena kutom, se mijenja.
U prvim Faradayevim eksperimentima, inducirane struje su dobijene promjenom magnetnog polja B. Međutim, moguće je inducirati emf bez pomjeranja magneta ili promjene struje, već jednostavnim rotiranjem zavojnice oko svoje ose u MF. IN u ovom slučaju magnetni tok se mijenja zbog promjene ugla α. Kada se zavojnica rotira, ona prelazi MF linije i nastaje EMF.
Ako se zavojnica ravnomjerno rotira, ova periodična promjena rezultira periodičnom promjenom magnetskog fluksa. Ili broj linija polja MP pređenih svake sekunde jednake vrijednosti u redovnim intervalima.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/4-10-768x536..jpg 900w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">
Rotacija konture u MP
Bitan! Inducirana emf se mijenja zajedno sa orijentacijom tijekom vremena od pozitivne u negativnu i obrnuto. Grafički prikaz EMF-a je sinusna linija.
Za formulu za EMF elektromagnetne indukcije koristi se sljedeći izraz:
E = B x ω x S x N x sin ωt, gdje je:
- S – površina ograničena jednim okretom ili okvirom;
- N – broj okreta;
- ω – ugaona brzina kojom se zavojnica rotira;
- B – MP indukcija;
- ugao α = ωt.
U praksi alternatori često imaju zavojnicu koja ostaje nepomična (stator) dok se oko njega (rotor) okreće elektromagnet.
Samoindukovana emf
Kada prođe kroz kalem naizmjenična struja, stvara naizmjenični MF, koji ima promjenjivi magnetni tok koji inducira emf. Ovaj efekat se naziva samoindukcija.
Pošto je MF proporcionalan trenutnom intenzitetu, onda:
gdje je L induktivnost (H), određena geometrijskim veličinama: brojem zavoja po jedinici dužine i dimenzijama njihovog poprečnog presjeka.
Za indukovanu emf, formula ima oblik:
E = - L x dI/dt.
Međusobna indukcija
Ako se dva namota nalaze jedan pored drugog, tada se u njima inducira emf međusobne indukcije, ovisno o geometriji oba kruga i njihovoj orijentaciji jedan prema drugom. Kako se razdvajanje kola povećava, međusobna induktivnost se smanjuje jer se smanjuje magnetni tok koji ih povezuje.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/5-5.jpg 680w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">
Međusobna indukcija
Neka postoje dva namotaja. Struja I1 teče kroz žicu jedne zavojnice sa N1 zavojima, stvarajući MF koji prolazi kroz zavojnicu sa N2 zavojima. onda:
- Međusobna induktivnost druge zavojnice u odnosu na prvu:
M21 = (N2 x F21)/I1;
- Magnetski fluks:
F21 = (M21/N2) x I1;
- Nađimo indukovanu emf:
E2 = - N2 x dF21/dt = - M21x dI1/dt;
- EMF se indukuje identično u prvoj zavojnici:
E1 = - M12 x dI2/dt;
Bitan! Elektromotorna sila uzrokovana međusobnom indukcijom u jednoj zavojnici uvijek je proporcionalna promjeni električne struje u drugoj.
Međusobna induktivnost se može smatrati jednakom:
M12 = M21 = M.
Prema tome, E1 = - M x dI2/dt i E2 = M x dI1/dt.
M = K √ (L1 x L2),
gdje je K koeficijent sprege između dvije induktivnosti.
Fenomen međusobne indukcije koristi se u transformatorima - električnim uređajima koji vam omogućuju promjenu vrijednosti napona izmjenične električne struje. Uređaj se sastoji od dva namotaja namotana oko jednog jezgra. Struja prisutna u prvom stvara promjenjivu MF u magnetskom kolu i električnu struju u drugoj zavojnici. Ako je broj zavoja prvog namota manji od drugog, napon se povećava i obrnuto.