ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Рис. 4.17.1
Площадь, описываемую проводником при движении, можно вычислить по формуле
tlS ∆υ=∆
. (4.15.2)
С учетом этого формулу (4.15.1) запишем в виде
tBl
∆
β
υ
=
∆
Φ sin . (4.15.3)
Из этой формулы следует, что магнитный поток зависит от времени. Поэтому в проводнике возни-
кает ЭДС индукции. Ее значение находим из закона Фарадея
β
υ
−
=
sin
ин
BlE . (4.15.4)
4.16 Вихревые токи
Индукционные токи, возникающие в сплошных металлических телах, движущихся в постоянных
магнитных полях или находящихся в переменных магнитных полях, называются вихревыми токами или
токами Фуко. Токи Фуко приводят к нагреванию массивных тел. Причем, чем больше размеры тела, тем
больше тепла выделяется. В зависимости от ситуации это может быть желательным или нежелатель-
ным. Вихревые токи широко используют, например, в металлургии для плавки металлов, для нагрева-
ния различных металлических деталей при термической обработке. Наоборот, токи Фуко в сердечниках
трансформаторов, генераторов тока приводят к потерям электроэнергии. Поэтому для уменьшения этих
потерь сердечники трансформаторов, роторы и статоры генераторов собирают из тонких изолирован-
ных друг от друга пластин. Это приводит к существенному увеличению коэффициента полезного дей-
ствия.
4.17 Явление самоиндукции
Пусть имеется проводящий контур, замкнутый на источник тока. Если ток в контуре меняется, то в
этом случае меняется магнитное поле этого тока, а значит и создаваемый им магнитный поток. Этот по-
ток пронизывает поверхность, охватываемую самим контуром с током.
Следовательно, в контуре возникает ЭДС индукции. Явление возникно-
вения ЭДС в проводнике с током при изменении собственного маг-
нитного потока, создаваемого этим током, называется самоиндукцией, а
возникающую ЭДС называют ЭДС самоиндукции. Явление самоиндук-
ции легко наблюдать экспериментально. На рис. 4.17.1 приведена схема
установки, позволяющая наблюдать явление самоиндукции при
замыкании цепи. Параллельно источнику постоянного тока подключены
два участка цепи. Один участок abcd содержит катушку L с большим
числом витков и железным сердечником и лампу накаливания Л
1
.
Участок ad содержит реостат и точно такую же лампу Л
2
. Перед на-
чалом опытов подбирают в реостате R такое сопротивление, при котором обе лампы светятся одинако-
во. Потом цепь размыкают. Теперь, замкнув цепь ключом К, замечают, что лампа Л
2
вспыхивает сразу
на полную яркость, а лампа Л
1
постепенно. Следовательно, ток в участке ad достигает своего макси-
мального значения практически мгновенно, а в участке
abcd
– спустя некоторое время.
Плавное нарастание тока в лампе Л
1
объясняется явлением самоиндукции. Когда ток в катушке воз-
растает, магнитное поле этого тока также возрастает. При этом появляется вихревое электрическое по-
ле. Напряженность этого поля также возрастает. Вследствие этого возникает ЭДС самоиндукции. Она
по правилу Ленца направлена против основной ЭДС и препятствует увеличению основного тока. По-
этому ток в лампе Л
1
достигает своего максимального значения только спустя некоторое время после
замыкания цепи.
Схема установки, дающая возможность наблюдать явление самоиндукции при размыкании цепи,
изображена на рис. 4.17.2. Ветвь abcd содержит катушку L с сердечником, а ветвь ad содержит лампу
a
d
с
b
E
R
L
Л
1
Л
2
К
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- …
- следующая ›
- последняя »
