Az induktivitás egy olyan mennyiség, amely egy adott vezetőt és a vezeték által lefedett területen található környezetet jellemzi. Mi az induktivitás, definíciója és mértékegysége Határozza meg az induktivitást és annak mértékegységét

Az egységes államvizsga-kódoló témakörei: önindukció, induktivitás, mágneses tér energia.

Az önindukció az elektromágneses indukció speciális esete. Kiderült, hogy az áramkörben lévő elektromos áram, amely idővel változik, bizonyos módon befolyásolja önmagát.

1. helyzet.Tegyük fel, hogy az áramkörben nő az áram. Hagyja az áramot az óramutató járásával ellentétes irányba folyni; akkor ennek az áramnak a mágneses tere felfelé irányul és növekszik (1. ábra).

Rizs. 1. Az örvénymező megakadályozza az áramerősség növekedését

Így az áramkörünk saját áramának váltakozó mágneses mezőjében találja magát. A mágneses tér ebben az esetben növekszik (az árammal együtt), és ezért örvény elektromos teret hoz létre, amelynek vonalai a Lenz-szabály szerint az óramutató járásával megegyező irányban irányulnak.

Amint látjuk, az örvény elektromos mezője az áram ellen irányul, megakadályozva annak növekedését; úgy tűnik, hogy „lelassítja” az áramot. Ezért, ha bármely áramkör zárva van, az áram nem jön létre azonnal - némi időbe telik, amíg a keletkező örvény elektromos tér fékező hatását leküzdik.

2. helyzet. Most tegyük fel, hogy az áramkörben csökken az áram. Az áram mágneses tere is csökken, és az óramutató járásával ellentétes irányú örvény elektromos teret hoz létre (2. ábra).

Rizs. 2. Az örvénytér csökkenő áramot tart fenn

Most az örvény elektromos mezője ugyanabba az irányba van irányítva, mint az áram; fenntartja az áramerősséget, megakadályozva annak csökkenését.

Mint tudjuk, az örvényes elektromos tér munkája, amely egységnyi pozitív töltést mozgat az áramkör körül, az indukált emf. Ezért megadhatjuk ezt a meghatározást.

Az önindukció jelensége az, hogy amikor az áramkörben az áram megváltozik, ugyanabban az áramkörben indukált emf lép fel..

Az áramerősség növekedésével (1. helyzetben) az örvény elektromos mező negatív munkát végez, szabad töltéseket fékezve. Ezért az indukált emf ebben az esetben negatív.

Amikor az áramerősség csökken (a 2. szituációban), az örvény elektromos mező pozitív munkát végez, szabad töltéseket „lök” és megakadályozza az áram csökkenését. Az indukált emf ebben az esetben is pozitív (könnyű ellenőrizni, hogy az indukált emf így meghatározott előjele összhangban van-e az indukált emf előjelének megválasztására vonatkozó, az „Elektromágneses indukció” lapon megfogalmazott szabállyal. ).

Induktivitás

Tudjuk, hogy az áramkörön áthaladó mágneses fluxus arányos a mágneses tér indukciójával: . Emellett a tapasztalat azt mutatja, hogy egy áramvezető áramkör mágneses térindukciójának nagysága arányos az áramerősséggel:. Ezért az áramkör felületén áthaladó mágneses fluxus, amelyet az áram mágneses tere ebben az áramkörben hoz létre, arányos az áramerősséggel: .

Az arányossági együttható kijelölése és meghívása induktivitás körvonal:

(1)

Az induktivitás függ az áramkör geometriai tulajdonságaitól (alakja és mérete), valamint az áramkört elhelyező közeg mágneses tulajdonságaitól (Érted az analógiát? Egy kondenzátor kapacitása a geometriai jellemzőitől függ, mivel valamint a kondenzátor lemezei közötti közeg dielektromos állandóján). Az induktivitás mértékegysége a Henrik(Gn).

Tegyük fel, hogy az áramkör alakja, méretei és a közeg mágneses tulajdonságai állandóak maradnak (például a mi áramkörünk egy tekercs, amelybe nincs behelyezve mag); Az áramkörön keresztüli mágneses fluxus változását csak az áram változása okozza. Ezután Faraday törvénye a következő formát ölti:

(2)

A (2) mínusz jelnek köszönhetően az indukált emf negatívnak bizonyul, amikor az áram nő, és pozitívnak, ha az áram csökken, amit fent láttunk.

Tekintsünk két kísérletet, amelyek bemutatják az önindukció jelenségét áramkör zárásakor és nyitásakor.

Rizs. 3. Önindukció az áramkör zárásakor

Az első kísérletben két izzót párhuzamosan csatlakoztatunk egy akkumulátorhoz, a másodikat pedig egy kellően nagy induktivitású tekercs segítségével sorba kötjük (3. ábra).

A kulcs kezdetben nyitva van.

Ha a kulcsot lecsukja, az 1-es lámpa azonnal, a 2-es lámpa pedig fokozatosan világít. A tény az, hogy egy indukált emf jelenik meg a tekercsben, amely megakadályozza az áram növekedését. Ezért a második izzó maximális áramértéke csak az első izzó felvillanása után, észrevehető idő elteltével kerül megállapításra.

Ez a késleltetési idő annál nagyobb, minél nagyobb a tekercs induktivitása. A magyarázat egyszerű: elvégre ekkor nagyobb lesz a tekercsben keletkező örvény elektromos tér intenzitása, és ezért az akkumulátornak sokat kell dolgoznia, hogy leküzdje a feltöltött részecskéket lassító örvényteret.

A második kísérletben egy tekercset és egy izzót párhuzamosan kapcsolunk az akkumulátorral (4. ábra). A tekercs ellenállása sokkal kisebb, mint a villanykörte ellenállása.

Rizs. 4. Önindukció az áramkör nyitásakor

A kulcs kezdetben zárva van. Az izzó nem világít - a tekercs alacsony ellenállása miatt a feszültség nullához közelít. Az el nem ágazó áramkörben folyó szinte teljes áram áthalad a tekercsen.

A kulcs kinyitásakor a lámpa fényesen villog! Miért? A tekercsen áthaladó áram erősen csökkenni kezd, és jelentős indukált emf keletkezik, amely támogatja a csökkenő áramot (végül is, az indukált emf, amint az a (2) pontból látható, arányos az áram változási sebességével).

Más szóval, amikor kinyitják a kulcsot, nagyon nagy örvény elektromos mező jelenik meg a tekercsben, felgyorsítva a szabad töltéseket. Ennek az örvénymezőnek a hatására áramimpulzus fut át ​​a villanykörtén, és fényes villanást látunk. Ha a tekercs induktivitása kellően nagy, akkor az indukált emf jelentősen megnőhet, mint az akkumulátor emfje, és az izzó teljesen kiég.

Lehet, hogy nem bánja az izzót, de az iparban és az energiaszektorban ez a hatás komoly probléma. Mivel az áramkör nyitásakor az áram nagyon gyorsan csökkenni kezd, az áramkörben fellépő indukált emf jelentősen meghaladhatja a névleges feszültséget és veszélyesen nagy értékeket érhet el. Ezért a nagy áramot fogyasztó egységeknél speciális hardveres óvintézkedéseket kell alkalmazni (például olajkapcsolók az erőművekben), hogy megakadályozzák az áramkör azonnali nyitását.

Elektromechanikai analógia

Nem nehéz észrevenni egy bizonyos analógiát az elektrodinamikában az induktivitás és a mechanikában a tömeg között.

1. Egy testet egy adott sebességre felgyorsítani kell egy kis idő – a test sebességét nem lehet azonnal megváltoztatni. Állandó erővel a testre ez az idő hosszabb, minél nagyobb a testtömeg.

Kell egy kis idő, amíg a tekercsben lévő áram eléri a maximális értéket; az áram nem jön létre azonnal. Minél nagyobb a tekercs induktivitása, annál hosszabb az áramfelvételi idő.

2. Ha egy test nekiütközik egy álló falnak, akkor a test sebessége nagyon gyorsan csökken. A fal viseli az ütést, és romboló hatása annál erősebb, minél nagyobb a testtömeg.

Amikor a tekercses áramkör nyitva van, az áram nagyon gyorsan csökken. Az áramkör az áram csökkenő mágneses tere által generált örvény elektromos mező formájában „ütést” vesz, és ez az „ütés” annál erősebb, minél nagyobb a tekercs induktivitása. Az indukált emf olyan nagy értékeket érhet el, hogy a légrés meghibásodása károsítja a berendezést.

Valójában ezek elektromechanikus analógiák nem csak az induktivitásra és tömegre terjednek ki, hanem más mennyiségekre is, és a gyakorlatban nagyon hasznosnak bizonyulnak. Erről bővebben az elektromágneses rezgésekről szóló tájékoztatóban fogunk beszélni.

Mágneses mező energia

Emlékezzünk vissza a második kísérletre egy villanykörtével, amely nem gyullad ki, ha a kulcsot lecsukja, és fényesen villog, amikor az áramkört kinyitják. Közvetlenül megfigyeljük, hogy a kapcsoló kinyitása után energia szabadul fel a villanykörtében. De honnan származik ez az energia?

Természetesen a tekercsből származik – sehol máshol. De milyen energia tárolódott a tekercsben, és hogyan kell kiszámítani ezt az energiát? Ennek megértéséhez folytassuk az induktivitás és a tömeg közötti elektromechanikus analógiánkat.

Ahhoz, hogy egy tömegtestet nyugalmi helyzetből sebességre gyorsítson, külső erőnek kell munkát végeznie. A test mozgási energiára tesz szert, ami megegyezik a ráfordított munkával: .

Ahhoz, hogy az induktivitás árama az áramkör zárása után elérjen egy értéket, az áramforrásnak munkát kell végeznie, hogy legyőzze az áram ellen irányuló örvény elektromos mezőt. A forrás munkáját áram létrehozására használják, és a létrehozott áram mágneses mezőjének energiájává alakítják. Ez az energia a tekercsben tárolódik; Ez az energia szabadul fel a villanykörtében a kulcs kinyitása után (a második kísérletben).

Az induktivitás a tömeg analógjaként szolgál; Az áram a sebesség nyilvánvaló analógja. Ezért természetes az a feltételezés, hogy a tekercs mágneses terének energiájára a kinetikus energia kifejezéséhez hasonló képlet létezhet:

(3)

(főleg, hogy ennek a képletnek a jobb oldalán van az energia dimenziója – ellenőrizze!).

A (3) képlet valóban igaznak bizonyul. Még nem szükséges levezetni, de ha tudja, mi az integrál, akkor nem lesz nehéz megértenie a következő okfejtést.

Legyen egyenlő a tekercsen átmenő áramerősség pillanatnyilag. Vegyünk egy rövid időt. Ezen intervallum alatt az áramerősség növekedése egyenlő; az érték olyan kicsinek minősül, hogy sokkal kisebb, mint .

Idővel töltés halad át az áramkörön. Az örvény elektromos mező negatív munkát végez:

Az áramforrás abszolút értékben ugyanazt a pozitív munkát végzi (ne feledjük, a tekercs ellenállását figyelmen kívül hagyjuk, így a forrás minden munkája az örvénytér ellenében történik):

Ezt nullától -ig integrálva megtaláljuk a forrás munkáját, amit az áram létrehozására fordítunk:

Ez a munka a létrejövő áram mágneses mezőjének energiájává alakul, és a (3) képlethez jutunk.

A rádiótechnikában használt egyik fő és fontos elem az induktor. A rádióberendezések ezt a leggyakoribb részét számos specifikus és egyedi fizikai tulajdonság jellemzi, amelyek megértése nélkül lehetetlen teljes mértékben megérteni az áramkörökben lezajló folyamatokat.

Fogalmak: indukció és induktivitás

Hans Oersted dán tudós 1820-ban fedezte fel a mágneses tér áramtól való függését: amikor elektromos áram folyik át egy vezetéken, mágneses tér alakul ki körülötte. A mágneses mező jellemzésére egy bizonyos kritériumot vezettek be - ez a mágneses indukció. Mivel a mágneses indukciónak saját orientációja van, ez egy vektormennyiség, és leírja a tér erősségét a tér egy adott pontjában, és megmagyarázza a tér hatását az áramkörre (tekercsre) vagy az elemi töltött részecskékre. A jobb csavar törvényét felhasználva megtaláljuk a B mező nyomainak orientációját.

A fizikában a B mágneses indukciós vektor nagysága egyenesen arányos a huzalszakaszra ható maximális erővel, és fordítottan arányos a vezetékben lévő áramerősséggel és a vezetékszakasz hosszával:

Az indukciós képlet alapján az értékét speciális mértékekkel mérjük:

V=N/Am=T (Tesla).

Egy Tesla mágneses indukciójának nagysága egy Newton maximális erejét jelenti, amely a sönt egy méter hosszú szegmensére hat, és egy amperes áram folyik benne.

Az alkalmazott modelltől függően különböző módszereket alkalmaznak a mágneses indukciós vektor nagyságának kiszámítására:

1. Egy végtelen egyenes vezeték mágneses tere a következőképpen definiálható:

B=µ0I/2πr, ahol:

• µ0 – mágneses állandó, számszerűen egyenlő: µ0=4π10-7 T×m/A;
• I – vezetőáram;
• r – távolság a mért ponttól a vezetőig.

B= µ0IN/l, ahol:

• N – mágnesszelep fordulatok száma;
• l a mágnesszelep hossza.

A mágnesszelep egy egyenletesen elosztott fordulatú tekercs, amelynek hossza sokkal nagyobb, mint a sugár.

1. A köráram középpontjában lévő mágneses mező a következőképpen van megfogalmazva:

A képletek alapján a mágneses teret létrehozó forrás megválasztásától függetlenül a mágneses indukciós vektor nagysága arányos a B~I vezetékben lévő áramerősséggel. Az áramkörben folyó áram mágneses teret hoz létre, amely magába az áramkörbe is behatol. Ha egy bizonyos betétet helyez el egy áramkörbe, akkor ezt az alátétet az áramkörben lévő köráram által létrehozott mágneses mező hatolja át. Ennek megfelelően némi mágneses fluxus fog áthaladni a helyszínen.

A sík területen áthaladó mágneses fluxus nagyságának meghatározása a következőképpen néz ki:

Φ=BScosα, ahol:

• B – mágneses indukciós vektor;
• S – platform (terület);
• α az S helyhez tartozó normál iránya és a B mágneses indukciós vektor iránya közötti szög.

Figyelembe véve a mágneses indukciós vektor arányos függését az áramkörben lévő áramerősségtől, arra a következtetésre juthatunk, hogy az áramkörben lévő áramerősség és a Ф~I mágneses fluxus azonos függésben van.

Mivel az Ф/I arány nemcsak az áramkör áramától függ, hanem az S területtől is, ez az arány magának az áramkörnek, ill. hurok induktivitásnak nevezik:

Az áramkör (tekercs) induktivitása egy fizikai mennyiség, amely megegyezik az ebben az áramkörben (tekercsben) lévő áram által létrehozott mágneses fluxus és az áramerősség arányával.

Az áramkör (tekercs) induktivitásának mértékegysége a Wb (weber) / A (amper) arány, amelyet Hn-nek (henry) neveznek. Egy Henry értéke egy ilyen áramkör (tekercs) induktivitása, amelyben egy amperes erő folyik, és egy weber fluxus jön létre.

Mágneses induktivitás

A huzal hengeres tekercsén átfolyó áram elektromágneses mezőt gerjeszt. A mezőindukciós vektor egyenlő:

A szolenoid mágneses mező fluxusa áthatol a szolenoid minden egyes fordulatán, és ennek megfelelően egyenlő:

Ф=Ф1N, ahol:

• Ф1 – egy fordulaton áthatoló mágneses tér fluxusa;
• N – a huzal meneteinek száma.

Mivel a hengeres huzaltekercselésen belüli mező egyenletes, az egy fordulaton áthaladó mágneses mező fluxusa egyenlő:

Ф1=BS=µ0INS/l,

és ennek megfelelően a szolenoid teljes mágneses fluxusának kiszámítása egyenlő:

Ф= µ0INSN/l=µ0IN2S/l.

Ennek a mágnesszelep-fluxusnak a kiszámítása után nem nehéz meghatározni egy adott tekercs (szolenoid) induktivitását:

L=Ф/I= µ0IN2S/lI.

A számlálóban és a nevezőben mindkét áramerősséget csökkentve megkapjuk a végső kifejezést, amely lehetővé teszi a mágnesszelep vagy tekercs induktivitásának meghatározását:

Lsol. = µ0N2S/l.

A mágnesszelep az induktor speciális esete. A tekercsek kiszámításakor olyan fogalmat használnak, mint a tekercsen belüli anyag relatív mágneses permeabilitása, jelölése µ. Ennek megfelelően az induktivitás képlete így néz ki:

A képletből látható, hogy a tekercs jellemzőit több tényező befolyásolja:

1. A fordulatok száma - a fordulatok számának növekedésével az áramkört (tekercset) keresztező mágneses vonalak száma növekszik;
2. Tekercsátmérő – a nagyobb átmérőjű tekercsben lévő áramlások kevésbé kompenzálják egymást;
3. A tekercs lineáris mérete – a nagy lineáris méretű tekercs megakadályozza a mágneses fluxus kialakulását;
4. A mag tulajdonságai – a jobb mágneses permeabilitással rendelkező maganyag jobban megtartja a mágneses fluxust.

Induktivitási képlet

Sokféle induktor létezik, amelyek konfigurációjukban és hatókörükben különböznek. Az alábbiakban számos képlet látható, amelyek megmutatják, hogyan kell megtalálni a tekercs induktivitását:

1. A szabványos tekercs induktivitását a következő képlettel mérjük:

L=µ0µN2S/l, ahol:

• L – tekercs karakterisztika (H);
• µ0 – mágneses konst;
• µ – a maganyag permeabilitása;
• N – a vezető meneteinek száma;
• S – az átmérőjű szakasz területe (m2);
• l a tekercs aktív része méterben.

1. Közvetlen vezető induktivitás:

L=5,081(ln4l/d-1), ahol:

• L – tekercs karakterisztika (nH);
• l – vezeték mérete;
• d – huzalátmérő.

1. A levegőmagos tekercsek induktivitását a következő képlettel lehet meghatározni:

L=r2N2/9r+10l, ahol:

• r – külső sugár;
• l – a tekercs aktív része.

1. A többrétegű légmagos tekercs induktivitása:

L=0,8r2N2/6r+9l+10d, ahol:

• L – tekercs karakterisztika (μH);
• l – a tekercs aktív része;
• d – tekercsmélység.

1. Lapos tekercs induktivitás:

L=r2N2/6r+11d, ahol:

• L – tekercs karakterisztika (μH);
• r – a tekercs átlagos sugara;
• d – tekercsmélység.

A rádiótechnikában gyakran több tekercset kapcsolnak össze. Az induktorok soros vagy párhuzamos csatlakoztatásakor különféle képleteket használnak a teljes induktivitás meghatározására.

A teljes induktivitás, ha sorba van kapcsolva, a következőképpen számítható ki:

Ltotal=L1+L2+…+Ln.

Ha a tekercsek párhuzamosan vannak csatlakoztatva, a teljes induktivitás egyenlő a következő kifejezéssel:

1/Ltot=1/L1+1/L2+…+1/Ln.

Induktor

Az induktor egy olyan alkatrész, amely egy vasat tartalmazó vagy mag nélküli mag köré tekercselt vezetőből áll. A multiméter vagy az LC-mérő válaszol arra a kérdésre, hogyan kell mérni a tekercs induktivitását. Ezt a készüléket főleg rádióamatőrök használják.

Az induktorok kivételes osztályába tartoznak a fojtótekercsek. A fojtótekercs egy tekercs, amelynek célja, hogy az áramkörben hatalmas ellenállást hozzon létre a váltakozó árammal szemben, hogy elnyomja a nagyfrekvenciás áramokat. Az egyenáram áthalad egy ilyen fojtótekercsen anélkül, hogy akadályba ütközne.

Egy adott induktor kiválasztásakor figyelni kell néhány fontos paraméterre, amelyek befolyásolják az alkatrész működését:

1. Szükséges induktivitásjelző;
2. Az áramkorlát, amelyre az alkatrészt tervezték;
3. A tekercs jellemzőinek megengedett eltérése;
4. Hőmérséklet-ingadozások miatti paramétereltérés;
5. A tekercs jellemzőinek stabilitása;
6. A tekercs huzal aktív ellenállása;
7. Alkatrész minőségi tényező;
8. Az a frekvenciatartomány, amelyen a tekercs veszteség nélkül működik.

Az induktorok mind analóg, mind digitális áramkörökben megtalálták alkalmazásukat. Az induktorokra és kondenzátorokra összeállított szerkezet, az úgynevezett oszcilláló áramkör, képes bizonyos frekvenciájú rezgések felerősítésére vagy kiiktatására. A fojtótekercsek használata a tápegység-kaszkádokban kiküszöböli a maradék interferenciát és zajt. Az olyan alkatrészek felépítése, mint a transzformátor, teljes mértékben az induktor fizikai tulajdonságaitól függ. Ezenkívül az induktorokat állandó induktivitási indexű alkatrészekre és változó induktivitási indexű tekercsekre osztják. A telefonkészülékek, a simítószűrők és a nagyfrekvenciás áramkörök állandó induktivitású tekercseket tartalmaznak. A vevőkészülékek HF és HF útvonalainak rezonancia áramkörei viszont változó induktivitású tekercseket tartalmaznak.

A mellékelt anyag teljes mértékben elmagyarázza a fizikai jelenségeket: indukciót, mágneses fluxust és induktivitást. A cikk bemutatja a különböző típusú induktorokat, azok felépítésének elveit és alkalmazási jellemzőit.

Videó

Amint az első kifejezésből következik, azonosítani az induktivitás fizikai jelentése, a vezetőn átfolyó áram értékét egységgel kell felvenni. Akkor ezt kapjuk:

Az induktivitás egy fizikai mennyiség, amely számszerűen egyenlő a vezető által lefedett mágneses fluxussal, ha a vezetőn átfolyó áram egyenlő 1 A.

Az induktivitás mértékegységének meghatározásához a képletből kell kifejezni Ф = L I: L = Ф/Iés a kapott kifejezésbe helyettesítse be a mágneses fluxus [F] = 1 Wb és az áramerősség mértékegységeit [ én] =1 A. A következőt kapjuk:

Ennek az egységnek saját neve van: 1 Gn (Henry).

Az induktivitás mértékegysége D. Henry amerikai fizikusról kapta a nevét, aki Faradaytól függetlenül felfedezte az elektromágneses indukció jelenségét, felfedezte az önindukció jelenségét, és megállapította az áramkör induktivitását befolyásoló okokat.

A mágneses fluxus új kifejezéseit figyelembe véve az elektromágneses indukció törvénye önindukció esetén, feltéve, hogy az áramkör induktivitása állandó marad, a következőképpen írható fel:

E kifejezés alapján az induktivitás fizikai jelentése kissé más értelmet nyer.

Az induktivitás egy fizikai mennyiség, amely számszerűen egyenlő a vezetőben keletkező önindukciós emf-vel, ha az áram változási sebessége ebben a vezetőben 1 És be 1Val vel.

Ennek megfelelően az induktivitás mértékegységének megszerzéséhez azt a képletből kell kifejezni

és a kapott kifejezésbe az EMF helyettesítő egységeibe [e] = 1 V, idő [ t] = 1 s, aktuális [ én] = 1 A. Ezt kapjuk:

Az induktivitásnak nyilvánvalóan az áramkör paramétereitől kell függnie: konfigurációjától, geometriai méreteitől, fordulatok számától, az áramkört kitöltő közegtől, és ezért adott áramerősség mellett meg kell határoznia az áramkörbe behatoló mágneses fluxus nagyságát.

Például egy tekercs esetében az induktivitásnak nagyobbnak kell lennie, minél nagyobb a keresztmetszete és minél nagyobb a fordulatok száma, mivel mindkét mennyiség állandó áram mellett növeli a tekercsen áthaladó mágneses fluxust. Ugyanezen okból a tekercs induktivitásának sokszorosára kell nőnie, ha ferromágneses anyagból készült magot helyeznek bele.

Általános esetben az áramkörbe behatoló mágneses fluxus, amelyen keresztül az áram folyik, nemcsak az áram változása miatt változhat, hanem az áramkört alkotó vezető induktivitásának változása miatt is, ezért jobb, ha írja le a kapott kifejezéseket a mágneses fluxus változására és az önindukciós emf-re a következő formában:

Amikor az áramforrást bekapcsolják, abban a vezető áramkörben, amelyen keresztül az áram folyik, az erőssége nulláról egy bizonyos maximális értékre nő. Az áramkörben előforduló önindukciós EMF megakadályozza az áram növekedését. Ebben az esetben az áramforrás az indukált elektromos térrel szemben működik, aminek következtében az áramforrás energiája a mágneses tér energiájává alakul.

A mágneses mező energiájának növekedése nagyon rövid idő alatt megegyezik a töltés zárt körben történő mozgatásának elemi munkájával, ellenkező előjellel:

Mivel definíció szerint

A másik oldalon,

Ah, akkor:

Az áramkörön áthaladó mágneses fluxus megváltozásakor az indukciós áram erőssége is megváltozik, de állandó induktivitás mellett e két mennyiség között lineáris kapcsolat van: I = Ф/L. Ez a függőség grafikusan tükrözhető.

A grafikonon egy elemi téglalap területe számszerűen megegyezik a mágneses tér energia növekedésével, amikor a mágneses fluxus kis D értékkel változik F. A grafikonon a mágneses mező teljes vagy maximális energiája számszerűen megegyezik a háromszög területével.

>> Önindukció. Induktivitás

15. § ÖNINDUKCIÓ. INDUKTANCE

Önindukció. Ha váltakozó áram folyik át a tekercsen, akkor a tekercsen áthaladó mágneses fluxus megváltozik. Ezért ugyanabban a vezetőben, amelyen a váltakozó áram folyik, indukált emf lép fel. Ezt a jelenséget az ún önindukció.

Az önindukciónál a vezető áramkör kettős szerepet tölt be: a vezetőben lévő váltakozó áram hatására az áramkör által határolt felületen keresztül mágneses fluxus jelenik meg. És mivel a mágneses fluxus idővel változik, megjelenik egy indukált emf. Lenz szabálya szerint az áram növekedésének pillanatában az örvény elektromos tér intenzitása az áram ellen irányul. Következésképpen ebben a pillanatban az örvénytér megakadályozza az áram növekedését. Éppen ellenkezőleg, abban a pillanatban, amikor az áram csökken, az örvénymező támogatja azt.

Az önindukció jelensége egyszerű kísérletekkel figyelhető meg. A 2.13. ábra két azonos lámpa párhuzamos csatlakoztatásának diagramját mutatja. Az egyik egy R ellenálláson, a másik pedig egy vasmaggal ellátott L tekercs segítségével csatlakozik a forráshoz.

A kulcs bezárásakor az első lámpa szinte azonnal, a második pedig észrevehető késéssel villog. Ennek a lámpának az áramkörében az öninduktív emf nagy, és az áramerősség nem éri el azonnal a maximális értékét (2.14. ábra).

A 2.15. ábrán sematikusan bemutatott áramkörrel végzett kísérletben az öninduktív emf megjelenése nyitáskor megfigyelhető. A kapcsoló kinyitásakor egy önindukciós emf jelenik meg az L tekercsben, fenntartva a kezdeti áramot. ennek eredményeként a nyitás pillanatában a galvanométeren keresztül áram folyik át (színes nyíl), amely a nyitás előtti kezdeti árammal ellentétes irányban irányul (fekete nyíl). Az áramkör nyitásakor meghaladhatja a galvanométeren áthaladó áramot, amikor a kapcsoló zárva van. Ez azt jelenti, hogy az önindukciós emf nagyobb, mint a cellák akkumulátorának emfje.

Az óra tartalma lecke jegyzetei támogató keretóra prezentációgyorsítási módszerek interaktív technológiák Gyakorlat feladatok és gyakorlatok önellenőrző műhelyek, tréningek, esetek, küldetések házi feladat megbeszélés kérdések szónoki kérdések a tanulóktól Illusztrációk audio, videoklippek és multimédia fényképek, képek, grafikák, táblázatok, diagramok, humor, anekdoták, viccek, képregények, példázatok, mondások, keresztrejtvények, idézetek Kiegészítők absztraktokat cikkek trükkök a kíváncsi kiságyak tankönyvek alap- és kiegészítő szótár egyéb Tankönyvek és leckék javításaa tankönyv hibáinak javítása egy töredék frissítése a tankönyvben, innováció elemei a leckében, az elavult ismeretek újakkal való helyettesítése Csak tanároknak tökéletes leckékévre vonatkozó módszertani ajánlások; Integrált leckék