Короткие сводки из теории

Индуктивность (от лат. inductio – наведение, побуждение) ‑ величина, характеризующая магнитные свойства электрической цепи.

Ток, текущий течет в проводящем контуре, создает в окружающем пространстве магнитное поле. Причем магнитный поток (потокосцеплениня) самоиндукции, пронизывающий контур, прямо пропорционален силе тока:

.

Коэффициент пропорциональности L имеет название индуктивность. Индуктивность зависит от размеров и формы проводника, магнитных свойств окружающей среды. Индуктивность () – физическая величина, численно равна магнитному потоку (потокосцепление самоиндукции), который возникает при прохождении в проводнике тока силой 1 А. В СИ индуктивность измеряется в генри (Гн). 1Гн – индуктивность такого проводника, с которым при силе тока в нем 1 А сцепляется магнитный поток в 1 Вб (1Гн=1Вб/ 1А=1В·с/А=1Ом·с).

У линейных проводников индуктивность малая, большую индуктивность имеет соленоиды. Вычисляется она для соленоида по формуле:

,

где μ – магнитная проницаемость среды, которая показывает во сколько раз магнитное поле макротоков Н усиливается за счет поля микротоков среды;

μ₀ = 4π·10^-7Гн/м – магнитная постоянная;

n = - плотность витков (число витков на единице длины);

l – длина соленоида;

N – полное число витков;

S – площадь поперечного сечения соленоида.

Если соленоид жесткий (l и S = const) и сердечник не ферромагнитное (μ₁=const), то L=const и индуктивность называют статической (Lст).

При наличии ферромагнитного сердечник μ>>1 и μ= μ(і) зависит от силы тока в проводнике (соленоиде). В этом случае индуктивность называют динамической (Lдин), при изменении силы тока (і) в соленоиде она изменяется. При изменении силы тока в катушке индуктивности, в ней возникает электродвижущая сила самоиндукции, препятствующая этому изменению:

.

Амплитуда силы тока будет тем меньше, чем больше индуктивность соленоида. Это явление объясняют наличием реактивного сопротивления Х_L, называемого индуктивным. Оно растет с увеличением индуктивности катушки и частоты тока ω.

(10.1)

Если L выразить в Гн (Ом·с), а ω – в Гц (с^-1), то Х_L будет измеряться в Ом.

Следовательно соленоид при пропускании по нему переменного тока будет обладать активным (омическим) сопротивлением R и индуктивным Х_L. Появление индуктивного сопротивления используется в данной работе для экспериментального определения индуктивности.

Если ток берется от городской сети, то период Т=1/50 с и, следовательно, .

При наличие переменного тока закон Ома для полной цепи, состоящей из конденсатор С и катушку индуктивности L запишется:

, (10.2)

где ‑ полное сопротивление;

- емкостное сопротивление;

І₀ и U₀ – максимальное значение силы тока и напряжения (их амплитуды).

Дата добавления: 2015-11-04