Явление самоиндукции. Электродвижущая сила самоиндукции. Индуктивность контура.
Самоиндукция является частным случаем электромагнитной индукции, когда изменяющийся магнитный поток, вызывающий ЭДС индукции, создается током в самом контуре. Если ток в рассматриваемом контуре изменяется, то изменяется и магнитное поле этого тока, а, следовательно, и собственный магнитный поток, пронизывающий контур. В контуре возникает ЭДС самоиндукции, которая согласно правилу Ленца препятствует изменению тока в контуре. Собственный магнитный поток Φ, пронизывающий контур или катушку с током, пропорционален силе тока I: Ф=Li, где L - коэффициент самоиндукции или индуктивность катушки. Единица индуктивности в СИ называется генри (Гн), 1 Гн = 1 Вб/1A.
ЭДС самоиндукции, возникающая в катушке с постоянным значением индуктивности, 
, при L = const 
,т.е. ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна индуктивности катушки и скорости изменения силы тока в ней.
Энергия магнитного поля. Индуктивность соленоида. Энергия магнитного поля в соленоиде.
Если в контуре с индуктивностью L течёт ток I, то в момент размыкания цепи возникает индукционный ток и им совершается работа. Эта работа совершается за счёт энергии исчезнувшего при размыкании цепи магнитного поля. На основании закона сохранения и превращения энергию магнитного поля превращается главным образом в энергию электрического поля, за счёт которой происходит нагревание проводников. Работа может быть определена из соотношения dA=εсмIdt. Так как , то dA=-LIdI. Уменьшение энергии магнитного поля равно работе тока, поэтому 
Формула справедлива для любого контура и показывает, что энергия магнитного поля зависит от индуктивности контура и силы тока, протекающего по нему. Рассчитаем энергию однородного магнитного поля длинного соленоида, индуктивность которого определяется по формуле L= μμ0n2V.Bэтом случае формула энергии примет вид 
. Учитывая, что напряжённость поля внутри бесконечно длинного соленоида Н=In, получаем 
. Выразим энергию через индукцию магнитного поля B= μμ0H: 
Или 
. Вследствие того, что магнитное поле соленоида однородно и локализовано внутри соленоида, энергия распределена по объёму соленоида с постоянной плотностью 
Учитывая последние три формулы, получаем 
|
|
|
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 240; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!