Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Явление электромагнитной индукции – при изменении во времени магнитного потока возникает ЭДС: .
Самоиндукция. Ток, протекающий по контуру, создает магнитный поток, пропорциональный величине тока: . Коэффициент пропорциональности называется индуктивностью (единица измерения – Генри). При изменении тока изменяется магнитный поток и, следовательно, возникает ЭДС самоиндукции. . Индуктивность соленоида. Магнитный поток через один виток равен . Полный поток . Отсюда следует выражение для индуктивности . Если соленоид заполнен веществом с магнитной проницаемостью .
Переменный ток. В настоящее время широко используется переменный синусоидальный ток. Переменный ток создается ЭДС, которая изменяется с такой же частотой: . Рассмотрим поведение конденсатора в цепи переменного тока. Согласно определению емкости . Сила тока через конденсатор . Ток через конденсатор на опережает по фазе напряжение. Величину можно трактовать как эффективное сопротивление конденсатора в цепи переменного тока. Рассмотрим теперь поведение индуктивности в цепи переменного тока. .
Таким образом, получаем уравнение . Интегрируя это уравнение, получим . Ток через индуктивность на отстает по фазе от напряжения. Величина представляет собой эффективное сопротивление индуктивности в цепи синусоидального переменного тока.
Колебательный контур. Рассмотрим сначала идеальный колебательный контур, который состоит из индуктивности и емкости. Заряд связан с напряжением конденсатора . При разрядке конденсатора в индуктивности возникает ЭДС самоиндукции: . Это напряжение и есть напряжение на обкладках конденсатора. Получим уравнение или . Это уравнение гармонических колебаний, решением которого является функция , где - собственная частота колебаний. В колебательном контуре возникают колебания тока и напряжения.
Напряжение и ток не совпадают по фазе. Период колебаний . Это выражение называется формулой Томпсона. Энергия соленоида.
Учитывая формулу Томпсона, получим Таким образом, энергия, запасенная в катушке индуктивности и, как легко понять, в любом соленоиде, равна: . . Плотность энергии . В вакууме . Плотность энергии электромагнитного поля .
|