Öz-özünə induksiya emfinin hesablanması üçün düstur. Öz-özünə səbəb olan emf nədir?

Öz-özünə induksiya

Elektrik cərəyanının keçdiyi hər bir keçirici öz maqnit sahəsindədir.

Dirijorda cərəyan gücü dəyişdikdə, m.sahə dəyişir, yəni. bu cərəyanın yaratdığı maqnit axını dəyişir. Maqnit axınındakı dəyişiklik burulğan elektrik sahəsinin yaranmasına səbəb olur və dövrədə induksiya edilmiş emf görünür.

Bu fenomen özünü induksiya adlanır.

Öz-özünə induksiya, cərəyan gücünün dəyişməsi nəticəsində elektrik dövrəsində induksiya edilmiş emf-nin meydana gəlməsi hadisəsidir.
Nəticədə yaranan emf öz-özünə səbəb olan emf adlanır

Özünü induksiya fenomeninin təzahürü

Dövrənin bağlanması

Elektrik dövrəsində qısaqapanma olduqda, cərəyan artır, bu da bobindəki maqnit axınının artmasına səbəb olur, cərəyana qarşı yönəldilmiş burulğanlı bir elektrik sahəsi görünür, yəni bobində özünü induktiv bir emf görünür. dövrədə cərəyanın artmasının qarşısını alır (vorteks sahəsi elektronları maneə törədir).
Nəticədə L1 L2-dən gec yanır.

Açıq dövrə

Elektrik dövrəsi açıldıqda, cərəyan azalır, bobindəki axının azalması baş verir və cərəyan kimi yönəldilmiş (eyni cərəyan gücünü saxlamağa çalışan) bir burulğan elektrik sahəsi görünür, yəni. Öz-özünə induksiya edilmiş bir emf, dövrədə cərəyanı saxlayaraq bobində yaranır.
Nəticədə L söndürüldükdə parlaq yanıb-sönür.

Elektrik mühəndisliyində öz-özünə induksiya fenomeni dövrə bağlandıqda özünü göstərir ( elektrik tədricən artır) və dövrə açıldıqda (elektrik cərəyanı dərhal yox olmaz).

İNDUKTANSIYA

Öz-özünə səbəb olan emf nədən asılıdır?

Elektrik cərəyanı öz maqnit sahəsini yaradır. Dövrədən keçən maqnit axını induksiyaya mütənasibdir maqnit sahəsi(Ф ~ V), induksiya keçiricidəki cərəyan gücünə mütənasibdir
(B ~ I), buna görə də maqnit axını cərəyan gücünə mütənasibdir (Ф ~ I).
Öz-özünə induksiya emf elektrik dövrəsində cərəyanın dəyişmə sürətindən, keçiricinin xüsusiyyətlərindən (ölçüsü və forması) və keçiricinin yerləşdiyi mühitin nisbi maqnit keçiriciliyindən asılıdır.
Öz-induksiya emf-nin keçiricinin ölçüsü və formasından və dirijorun yerləşdiyi mühitdən asılılığını göstərən fiziki kəmiyyət özünü induksiya əmsalı və ya endüktans adlanır.

Endüktans, cərəyan 1 saniyədə 1 Amper dəyişdikdə dövrədə meydana gələn öz-induktiv emf-ə ədədi olaraq bərabər fiziki kəmiyyətdir.
Endüktans da düsturla hesablana bilər:

burada Ф - dövrədən keçən maqnit axını, I - dövrədə cərəyan gücü.

SI induktivlik vahidləri:

Bobinin endüktansı aşağıdakılardan asılıdır:
növbələrin sayı, rulonun ölçüsü və forması və mühitin nisbi maqnit keçiriciliyi (bəlkə də bir nüvə).

ÖZÜNDÜKSİYON EMF

Öz-özünə induktiv emf, dövrə açıldıqda cərəyanın artmasına və dövrə açıldıqda cərəyanın azalmasına mane olur.

CARİ MAQNİT SAHƏSİNİN ENERJİSİ

Cərəyan keçiricinin ətrafında enerjisi olan bir maqnit sahəsi var.
Haradan gəlir? Elektrik dövrəsinə daxil olan cərəyan mənbəyi enerji ehtiyatına malikdir.
Elektrik dövrəsinin bağlanması anında, cərəyan mənbəyi yaranan özünü induktiv emf təsirini aradan qaldırmaq üçün enerjisinin bir hissəsini sərf edir. Cərəyanın öz enerjisi adlanan enerjinin bu hissəsi maqnit sahəsinin əmələ gəlməsinə gedir.

Maqnit sahəsinin enerjisi cərəyanın daxili enerjisinə bərabərdir.
Cərəyanın öz enerjisi ədədi olaraq dövrədə cərəyan yaratmaq üçün cərəyan mənbəyinin özünü induksiya emf-ni aradan qaldırmaq üçün görməli olduğu işə bərabərdir.

Cərəyanın yaratdığı maqnit sahəsinin enerjisi cərəyanın kvadratına düz mütənasibdir.
Maqnit sahəsinin enerjisi cərəyan dayandıqdan sonra hara gedir? - önə çıxır (dövrə kifayət qədər açıldıqda böyük güc cərəyan qığılcım və ya qövsə səbəb ola bilər)

SINAQ Kağızı ÜÇÜN SUALLAR

"Elektromaqnit induksiyası" mövzusunda

1. İnduksiya cərəyanını əldə etməyin 6 yolunu sadalayın.
2. Fenomen elektromaqnit induksiyası(tərif).
3. Lenz qaydası.
4. Maqnit axını (tərif, çertyoj, düstur, daxil olan kəmiyyətlər, onların ölçü vahidləri).
5. Elektromaqnit induksiya qanunu (tərif, düstur).
6. Burulğan elektrik sahəsinin xüsusiyyətləri.
7. Vahid maqnit sahəsində hərəkət edən keçiricinin induksiya emf (görünüş səbəbi, rəsm, düstur, giriş kəmiyyətləri, onların ölçü vahidləri).
8. Self-induksiya (elektrik mühəndisliyində qısa təzahür, tərif).
9. Öz-induksiyanın EMF (onun hərəkəti və formulu).
10. İnduktivlik (tərif, düsturlar, ölçü vahidləri).
11. Cərəyanın maqnit sahəsinin enerjisi (cərəyanın maqnit sahəsinin enerjisinin haradan gəldiyi, cərəyan dayandıqda onun itdiyi düstur).

Fizika 10-11 sinif. Özünü-induksiya

Elektrik cərəyanının keçdiyi hər bir keçirici öz maqnit sahəsindədir.

Bu fenomen özünü induksiya adlanır.
Öz-özünə induksiya, cərəyan gücünün dəyişməsi nəticəsində elektrik dövrəsində induksiya edilmiş emf-nin meydana gəlməsi hadisəsidir.
Nəticədə emf deyilir Öz-özünə səbəb olan emf

Özünü induksiya fenomeninin təzahürü

Dövrənin bağlanması

Elektrik dövrəsində qısa bir qapanma olduqda, cərəyan artır, bu da bobindəki maqnit axınının artmasına səbəb olur və cərəyana qarşı yönəlmiş burulğan elektrik sahəsi görünür, yəni. Bobində öz-özünə induksiya emf yaranır, dövrədə cərəyanın artmasına mane olur (vorteks sahəsi elektronları maneə törədir).
Nəticə olaraq L1 daha sonra yanır, L2-dən daha çox.

Açıq dövrə

Bu fenomen özünü induksiya adlanır. (Konseptual induksiya anlayışı ilə əlaqədardır, sanki onun xüsusi halıdır).

Öz-özünə induksiya EMF-nin istiqaməti həmişə belə olur ki, dövrədə cərəyan artdıqda, özünü induksiya EMF bu artımın qarşısını alır (cərəyana qarşı yönəldilir), cərəyan azaldıqda isə azalır (birgə istiqamətləndirilir). cərəyanla). Öz-özünə induksiya emf-nin bu xüsusiyyəti ətalət qüvvəsinə bənzəyir.

Öz-özünə induksiya EMF-nin böyüklüyü cərəyanın dəyişmə sürəti ilə mütənasibdir:

Proporsionallıq əmsalı deyilir özünü induksiya əmsalı və ya endüktans dövrə (bobin).

Öz-özünə induksiya və sinusoidal cərəyan

Bobindən axan cərəyanın vaxtında sinusoidal asılılığı halında, bobindəki özünü induktiv emf fazada cərəyandan (yəni 90 °) geri qalır və bu emf-in amplitudası ilə mütənasibdir. cərəyanın amplitudası, tezliyi və endüktansı (). Axı funksiyanın dəyişmə sürəti onun birinci törəməsidir, a.

Tərkibində induktiv elementləri olan az və ya çox mürəkkəb sxemləri, yəni öz-özünə induksiyanın müşahidə edildiyi (xüsusilə tamamilə xətti olanlar, yəni qeyri-xətti elementləri olmayan) cihazların hesablanması üçün sinusoidal cərəyanlar və s. gərginliklər, kompleks empedanslar metodundan istifadə edin və ya daha çox sadə hallar, daha az güclü, lakin daha vizual versiyası vektor diaqramı üsuludur.

Qeyd edək ki, təsvir edilən hər şey yalnız birbaşa sinusoidal cərəyanlara və gərginliklərə deyil, həm də praktiki olaraq ixtiyari olanlara aiddir, çünki sonuncu demək olar ki, həmişə Furye seriyasına və ya inteqrala çevrilə bilər və beləliklə sinusoidal hala salına bilər.

Bununla daha çox və ya daha az birbaşa əlaqəli olaraq, biz öz-özünə induksiya fenomeninin (və müvafiq olaraq induktorların) müxtəlif üsullarda istifadəsini qeyd edə bilərik. salınım dövrələri, filtrlər, gecikmə xətləri və digər müxtəlif elektronika və elektrik sxemləri.

Öz-induktivlik və cərəyan artımı

EMF mənbəyi olan bir elektrik dövrəsində özünü induksiya fenomeninə görə, dövrə bağlandıqda, cərəyan dərhal deyil, bir müddət sonra qurulur. Oxşar proseslər dövrə açıldıqda baş verir və (kəskin açılış ilə) bu anda özünü induksiya EMF-nin dəyəri mənbə EMF-ni əhəmiyyətli dərəcədə aşa bilər.

Ən tez-tez daxil adi həyat avtomobil alovlanma bobinlərində istifadə olunur. 12V batareya gərginliyi ilə tipik alovlanma gərginliyi 7-25 kV-dir. Bununla birlikdə, çıxış dövrəsindəki EMF-nin batareyanın EMF-dən artıq olması yalnız cərəyanın kəskin kəsilməsi ilə deyil, həm də çevrilmə nisbəti ilə əlaqədardır, çünki çox vaxt istifadə olunan sadə bir induktor bobini deyil. , lakin ikincil sarğı adətən növbələrin sayından dəfələrlə çox olan bir transformator sarğıdır (yəni əksər hallarda dövrə əməliyyatı özünü induksiya ilə tam izah ediləcək olandan bir qədər mürəkkəbdir; bununla belə, fizika onun bu versiyada işləməsi qismən sadə bobin ilə dövrənin işləmə fizikası ilə üst-üstə düşür).

Bu fenomen standart ənənəvi dövrədə flüoresan lampaları alovlandırmaq üçün də istifadə olunur (burada xüsusi olaraq sadə bir indüktörlü bir dövrə haqqında danışırıq - boğucu).

Bundan əlavə, kontaktları açarkən həmişə nəzərə alınmalıdır, əgər cərəyan nəzərəçarpacaq endüktansa malik yükdən keçirsə: nəticədə EMF-də sıçrayış qarşılıqlı əlaqə boşluğunun pozulmasına və/və ya digər arzuolunmaz təsirlərə səbəb ola bilər ki, bunun qarşısını almaq üçün halda, bir qayda olaraq, müxtəlif xüsusi tədbirlər görmək lazımdır.

Qeydlər

Linklər

“Elektriklər Məktəbi”ndən öz-özünə induksiya və qarşılıqlı induksiya haqqında

Wikimedia Fondu. 2010.

Digər lüğətlərdə "Öz-induksiya" nın nə olduğuna baxın:

Özünü induksiya... Orfoqrafiya lüğəti-məlumat kitabı

Cərəyan gücü dəyişdikdə keçirici dövrədə induksiya edilmiş emf-nin görünüşü; elektromaqnit induksiyasının xüsusi halları. Dövrədəki cərəyan dəyişdikdə maqnit axını dəyişir. bu konturla məhdud olan səth vasitəsilə induksiya, nəticədə ... Fiziki ensiklopediya

Bu dövrədə elektrik cərəyanı dəyişdikdə elektrik dövrəsində induksiyanın elektromotor qüvvəsinin (EMF) həyəcanlanması; xüsusi hal elektromaqnit induksiyası. Özünü induksiyanın elektromotor qüvvəsi cərəyanın dəyişmə sürəti ilə düz mütənasibdir;... ... Böyük ensiklopedik lüğət

ÖZÜNDÜKSİYA, özünü induksiya, qadın. (fiziki). 1. yalnız vahidlər Bir keçiricidə cərəyan dəyişdikdə, bu dəyişikliyin qarşısını alan bir elektromotor qüvvənin meydana gəlməsi fenomeni. Öz-özünə induksiya bobini. 2. ...... olan cihaz Lüğət Uşakova

- (Öz induksiya) 1. İnduktiv reaksiyaya malik cihaz. 2. Bir keçiricidə elektrik cərəyanının miqyası və istiqaməti dəyişdikdə, onun içərisində elektrohərəkətçi qüvvənin meydana çıxması və buna mane olması fenomeni... ... Dəniz lüğəti

Naqillərdə, eləcə də elektrik sarğılarında elektrohərəkətçi qüvvənin induksiyası. maşınlar, transformatorlar, aparatlar və cihazlardan keçən elektrik cərəyanının miqyası və ya istiqaməti dəyişdikdə. cari Naqillərdən və sarımlardan keçən cərəyan onların ətrafında yaradır... ... Texniki dəmir yolu lüğəti

Öz-özünə induksiya- dövrə ilə birləşən maqnit axınının dəyişməsi nəticəsində yaranan elektromaqnit induksiya, bu dövrədə elektrik cərəyanının yaratdığı... Mənbə: ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ. ƏSAS KONSEPSİYYƏLƏRİN ŞƏRTLƏRİ VƏ TƏrifLƏRİ. GOST R 52002 2003 (təsdiq edilmişdir... ... Rəsmi terminologiya

İsim, sinonimlərin sayı: 1 elektromotor qüvvənin həyəcanı (1) ASIS sinonimlər lüğəti. V.N. Trishin. 2013… Sinonim lüğət

özünü induksiya- Bu dövrədəki elektrik cərəyanının yaratdığı dövrə ilə birləşən maqnit axınının dəyişməsi nəticəsində yaranan elektromaqnit induksiyası. [GOST R 52002 2003] EN Dəyişikliklərə görə cərəyan borusunda öz-özünə induksiya elektromaqnit induksiyası…… Texniki Tərcüməçi Bələdçisi

Özünü-induksiya- bir dövrədə induksiya edilmiş (induksiya edilmiş) emf-nin meydana gəlməsindən ibarət olan və eyni dövrədə dəyişən bir cərəyanın yaratdığı maqnit sahəsinin vaxtında dəyişiklikləri nəticəsində yaranan elektromaqnit induksiyanın xüsusi bir vəziyyəti (bax (2)). .. ... Böyük Politexnik Ensiklopediyası

Kitablar

Cədvəllər dəsti. Fizika. Elektrodinamika (10 cədvəl), . 10 vərəqdən ibarət tədris albomu. Elektrik cərəyanı, cərəyan gücü. Müqavimət. Dövrənin bir hissəsi üçün Ohm qanunu. Konduktor müqavimətinin temperaturdan asılılığı. Naqillərin birləşdirilməsi. EMF. Ohm qanunu...

Elektromaqnit induksiyası zamanla dəyişən maqnit sahələri tərəfindən elektrik cərəyanlarının yaranmasıdır. Faraday və Henrinin bu hadisəni kəşf etməsi elektromaqnetizm dünyasına müəyyən simmetriya gətirdi. Maksvell elektrik və maqnetizm haqqında bilikləri bir nəzəriyyədə toplaya bildi. Onun araşdırması varlığı proqnozlaşdırdı elektromaqnit dalğaları eksperimental müşahidələrdən əvvəl. Hertz onların varlığını sübut etdi və bəşəriyyətə telekommunikasiya dövrünü açdı.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-14-210x140..jpg 614w" sizes="(maks. genişlik: 600px) 100vw, 600px">

Faradeyin təcrübələri

Faraday və Lenz qanunları

Elektrik cərəyanları maqnit effektləri yaradır. Bir maqnit sahəsinin elektrik enerjisi yaratması mümkündürmü? Faraday, istənilən effektlərin zamanla maqnit sahəsindəki dəyişikliklər nəticəsində yarandığını kəşf etdi.

Bir dirijor alternativ maqnit axını ilə kəsişdikdə, elektrik cərəyanına səbəb olan bir elektromotor qüvvəsi induksiya olunur. Cərəyanı yaradan sistem daimi maqnit və ya elektromaqnit ola bilər.

Elektromaqnit induksiyası fenomeni iki qanunla idarə olunur: Faraday və Lenz.

Lenz qanunu elektromotor qüvvəni istiqamətinə görə xarakterizə etməyə imkan verir.

Vacibdir!İnduksiya edilmiş EMF-nin istiqaməti elədir ki, onun yaratdığı cərəyan onu yaradan səbəbə müqavimət göstərməyə çalışır.

Faraday qeyd etdi ki, dövrəni kəsən sahə xətlərinin sayı daha sürətli dəyişdikdə induksiya cərəyanının intensivliyi artır. Başqa sözlə, elektromaqnit induksiyasının emf birbaşa hərəkət edən maqnit axınının sürətindən asılıdır.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/2-10-768x454..jpg 960w" sizes="(maksimum genişlik: 600px) 100vw, 600px">

induksiya edilmiş emf

İnduksiya edilmiş emf üçün formula aşağıdakı kimi müəyyən edilir:

E = - dФ/dt.

"-" işarəsi, induksiya edilmiş emf-nin polaritesinin axının işarəsi və dəyişən sürət ilə necə əlaqəli olduğunu göstərir.

Elektromaqnit induksiya qanununun ümumi tərtibatı alınır ki, ondan xüsusi hallar üçün ifadələr əldə etmək olar.

Maqnit sahəsində telin hərəkəti

Uzunluğu l olan bir tel B induksiyası olan MF-də hərəkət etdikdə, onun daxilində onun xətti sürətinə v mütənasib olaraq bir emf induksiya ediləcək. EMF hesablamaq üçün düsturdan istifadə olunur:

dirijorun maqnit sahəsinin istiqamətinə perpendikulyar hərəkəti halında:

E = - B x l x v;

fərqli bucaq altında hərəkət etdikdə α:

E = — B x l x v x sin α.

İnduksiya edilmiş emf və cərəyan qaydadan istifadə edərək tapdığımız istiqamətə yönəldiləcəkdir sağ əl: əlinizi maqnit sahəsinin xətlərinə perpendikulyar yerləşdirin və işarə edin baş barmaq dirijorun hərəkət istiqamətində, qalan dörd düzəldilmiş barmaqla EMF istiqamətini öyrənə bilərsiniz.

Jpg?x15027" alt="MP-də hərəkət edən naqil" width="600" height="429">!}

MP-də telin hərəkət etdirilməsi

Fırlanan çarx

Elektrik generatorunun işi N döngəsi olan MP-də bir dövrənin fırlanmasına əsaslanır.

EMF maqnit axınının tərifinə uyğun olaraq hər dəfə elektrik dövrəsində maqnit axını keçdikdə induksiya olunur. B vektoru və S müstəvisinə perpendikulyar xətt).

Düsturdan belə çıxır ki, F aşağıdakı hallarda dəyişikliklərə məruz qalır:

MF intensivliyinin dəyişməsi – vektor B;
konturla məhdudlaşan sahə dəyişir;
bucaqla müəyyən edilən aralarındakı oriyentasiya dəyişir.

Faradeyin ilk təcrübələrində induksiya cərəyanları B maqnit sahəsinin dəyişdirilməsi ilə əldə edilmişdir.Lakin maqniti hərəkət etdirmədən və ya cərəyanı dəyişmədən, sadəcə olaraq MF-də bobini öz oxu ətrafında fırlatmaqla emf-i induksiya etmək mümkündür. Bu halda maqnit axını α bucağının dəyişməsi səbəbindən dəyişir. Bobin fırlananda MF xətlərini keçir və EMF meydana gəlir.

Bobin bərabər şəkildə fırlanırsa, bu dövri dəyişiklik maqnit axınının dövri dəyişməsi ilə nəticələnir. Və ya hər saniyə keçən MP sahə xətlərinin sayı bərabər dəyərlər müntəzəm fasilələrlə.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/4-10-768x536..jpg 900w" sizes="(maksimum genişlik: 600px) 100vw, 600px">

MP-də konturun fırlanması

Vacibdir!İnduksiya edilmiş emf zamanla oriyentasiya ilə birlikdə müsbətdən mənfiyə və əksinə dəyişir. EMF-nin qrafik təsviri sinusoidal xəttdir.

üçün EMF düsturları elektromaqnit induksiyası aşağıdakı ifadədən istifadə olunur:

E = B x ω x S x N x sin ωt, burada:

S – bir döngə və ya çərçivə ilə məhdudlaşan sahə;
N - döngələrin sayı;
ω – bobinin fırlandığı bucaq sürəti;
B – MP induksiyası;
bucaq α = ωt.

Təcrübədə alternativ cərəyan generatorlarında bobin tez-tez sabit qalır (stator) və elektromaqnit onun ətrafında fırlanır (rotor).

Öz-özünə səbəb olan emf

Dəyişən cərəyan bobindən keçdikdə, bir emf yaradan dəyişən maqnit axınına malik olan alternativ MF yaradır. Bu təsir özünü induksiya adlanır.

MF cari intensivliyə mütənasib olduğundan, onda:

burada L həndəsi kəmiyyətlərlə təyin olunan endüktansdır (H): vahid uzunluğa düşən növbələrin sayı və onların en kəsiyinin ölçüləri.

İnduksiya edilmiş emf üçün formula aşağıdakı formanı alır:

E = - L x dI/dt.

Qarşılıqlı induksiya

İki rulon bir-birinin yanında yerləşirsə, onda hər iki dövrənin həndəsəsindən və bir-birinə nisbətən oriyentasiyasından asılı olaraq, qarşılıqlı induksiyanın emf-i yaranır. Dövrələrin ayrılması artdıqca, onları birləşdirən maqnit axını azaldıqca qarşılıqlı endüktans azalır.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/5-5.jpg 680w" sizes="(maksimum genişlik: 600px) 100vw, 600px">

Qarşılıqlı induksiya

İki rulon olsun. I1 cərəyanı N1 döngələri olan bir bobinin telindən keçir və N2 döngələri ilə bobindən keçən MF yaradır. Sonra:

Birinciyə nisbətən ikinci bobinin qarşılıqlı endüktansı:

M21 = (N2 x F21)/I1;

Maqnit axını:

F21 = (M21/N2) x I1;

İnduksiya edilmiş emf-ni tapaq:

E2 = - N2 x dФ21/dt = - M21x dI1/dt;

EMF ilk sarğıda eyni şəkildə induksiya olunur:

E1 = - M12 x dI2/dt;

Vacibdir! Bir rulonda qarşılıqlı induksiya nəticəsində yaranan elektromotor qüvvə həmişə digərində elektrik cərəyanının dəyişməsi ilə mütənasibdir.

Qarşılıqlı endüktans aşağıdakılara bərabər hesab edilə bilər:

M12 = M21 = M.

Müvafiq olaraq, E1 = - M x dI2/dt və E2 = M x dI1/dt.

M = K √ (L1 x L2),

burada K iki endüktans arasındakı birləşmə əmsalıdır.

Qarşılıqlı induksiya fenomeni transformatorlarda - alternativ elektrik cərəyanının gərginliyinin dəyərini dəyişdirməyə imkan verən elektrik cihazlarında istifadə olunur. Cihaz bir nüvəyə sarılan iki rulondan ibarətdir. Birincidə mövcud olan cərəyan maqnit dövrəsində dəyişən MF, digər bobində isə elektrik cərəyanı yaradır. Birinci sarımın növbələrinin sayı digərindən azdırsa, gərginlik artır və əksinə.