Электричество и электромагнетизм. Полицинский Е.В. - 88 стр.

UptoLike

Составители: 

87
Трансформаторы
Принцип действия трансформаторов, применяемых для повыше-
ния или понижения напряжения переменного тока, основан на явлении
взаимной индукции. Переменный ток I
1
создаёт в первичной обмотке
переменное магнитное поле. Это вызывает во вторичной обмотке появ-
ление ЭДС взаимной индукции. При этом:
2
21
1
N
N
ε
ε
=
−⋅, (155)
где N
1
и N
2
число витков в первичной и вторичной обмотках.
Отношение
21
kNN= , показывающее, во сколько раз ЭДС во
вторичной обмотке трансформатора больше или меньше, чем в первич-
ной, называется коэффициентом трансформации.
Если k > 1, то трансформаторповышающий, если k < 1 – пони-
жающий.
Энергия магнитного поля
Проводник, по которому протекает электрический ток, всегда ок-
ружён магнитным полем. Магнитное поле появляется и исчезает вместе
с появлением и исчезновением тока. Магнитное поле, подобно электри-
ческому полю, является носителем энергии. Энергия магнитного поля
равна работе, которую совершает электрический ток на создание этого
поля.
Рассмотрим контур индуктивностью L по которому течёт
ток I. С
данным контуром сцеплен магнитный поток
Ф = L·I. При изменении
тока на
dI магнитный поток изменяется на dФ = L·dI. Для такого изме-
нения магнитного потока необходимо совершить работу
dA I dФ LIdI=⋅ = . Тогда работа по созданию магнитного потока Ф
будет равна:
2
0
2
I
L
I
ALIdI
=⋅ =
.
Энергия магнитного поля, связанного с контуром:
2
2
L
I
W
=
. (156)
На примере однородного магнитного поля внутри длинного соле-
ноида выразим энергию магнитного поля через величины, характери-
зующие это поле в окружающем пространстве. Индуктивность соленои-
да