ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
72
В контуре происходят периодические изменения силы тока
и связанных с ней величин . Перезарядку пластин конденсатора можно
понять, вспомнив, в чем состоит явление самоиндукции.
Явление самоиндукции состоит в следующем : при всяком изменении
тока в контуре в нем возникает э.д .с.
самоиндукции Ε
c
, которая прямо
пропорциональна скорости изменения тока в
контуре (di/dt) и обратно этой скорости
направлена:
ε
dt
di
L
c
−=
. (1)
Если ток нарастает , э.д .с. препятствует этому
увеличению тока и создает индукционный
ток противоположного направления. Если
ток уменьшается , э.д .с. препятствует
уменьшению тока и создает индукционный
ток того же направления.
Рассмотрим работу контура . Зарядим конденсатор от внешнего
источника электроэнергии до некоторой разности потенциалов U, сообщив
его обкладкам заряды ±q, и затем с помощью ключа К замкнуть контур, то
конденсатор начнет разряжаться и в цепи потечет некоторый ток. При малом
значении R он будет очень быстро нарастать. Направление для тока i,
показанное на рис.1, примем за положительное (верхняя пластина заряжена
положительно, нижняя - отрицательно) и рассмотрим процессы,
протекающие в контуре . Допустим сначала , что омическое сопротивление
проводника , из которых состоит контур, мало, т.е. R≈0, и пусть в начальный
момент времени заряд конденсатора максимален (q=q
o
). При этом разность
потенциалов между его обкладками также максимальна (U=U
o
), а ток в цепи
равен нулю (рис.2,а ).
Когда конденсатор начнет разряжаться , то в контуре потечет ток. В
результате энергия электрического поля будет уменьшаться , но зато
возникнет все возрастающая энергия магнитного поля , обусловленного
током , текущим через индуктивность.
C
K
L
R
i
+
–
Рис.1
Рис.2.
i=i
0
t=1/4 Т
б)
i=0
+
–
t=0
a)
i=0
–
+
t=1/2 Т
в)
i=–i
0
t=3/4 Т
г)
72
В кон т у ре п роисх од я т п ериод ические изм ен ен ия силы т ока
и свя за н н ых с н ей величин . П ереза ря д ку п ла ст ин кон д ен са тора м ож н о
п он я т ь , всп ом н ив, в чем сост оит я влен ие са м оин д у кции.
Я влен ие са м оин д у кции состоит в след у ю щ ем : п ри вся ком изм ен ен ии
т ока в кон т у ре в н ем возн ика ет э.д .с.
i K са м оин д у кции Εc , котора я п ря м о
п роп орцион а ль н а скорост и изм ен ен ия т ока в
кон т у ре (di/dt) и обра т н о этой скорост и
н а п ра влен а :
+
–
C L
ε = − L dtdi .
c (1)
R Е сли т ок н а ра ст а ет , э.д .с. п реп я т ству ет эт ом у
у величен ию т ока и созд а ет ин д у кцион н ый
т ок п рот ивоп олож н ого н а п ра влен ия . Е сли
Рис.1
т ок у м ен ь ша ет ся , э.д .с. п реп я т ст ву ет
у м ен ь шен ию т ока и созд а ет ин д у кцион н ый
т ок т ого ж е н а п ра влен ия .
Ра ссм отрим ра бот у кон т у ра . За ря д им кон д ен са тор от вн ешн его
ист очн ика электроэн ергии д о н екоторой ра зн ост и п от ен циа лов U, сообщ ив
его обкла д ка м за ря д ы ±q, и за т ем с п ом ощ ь ю клю ча К за м кн у т ь кон т у р, т о
кон д ен са торн а чн ет ра зря ж а т ь ся и в цеп и п от ечет н екот орый т ок. П ри м а лом
зн а чен ии R он бу д ет очен ь быстро н а ра ст а т ь . Н а п ра влен ие д ля тока i,
п ока за н н ое н а рис.1, п рим ем за п олож ит ель н ое (верх н я я п ла ст ин а за ря ж ен а
п олож ит ель н о, н иж н я я - от рица тель н о) и ра ссм отрим п роцессы,
п рот ека ю щ ие в кон т у ре. Д оп у ст им сн а ча ла , чт о ом ическое соп рот ивлен ие
п ровод н ика , из которых состоит кон т у р, м а ло, т .е. R≈0, и п у ст ь в н а ча ль н ый
м ом ен т врем ен и за ря д кон д ен са тора м а ксим а лен (q=qo). П ри эт ом ра зн ост ь
п от ен циа лов м еж д у его обкла д ка м и та кж е м а ксим а ль н а (U=U o), а ток в цеп и
ра вен н у лю (рис.2,а ).
К огд а кон д ен са т ор н а чн ет ра зря ж а т ь ся , т о в кон т у ре п от ечет ток. В
резу ль т а т е эн ергия элект рического п оля бу д ет у м ен ь ша ть ся , н о за т о
возн икн ет все возра ст а ю щ а я эн ергия м а гн ит н ого п оля , обу словлен н ого
т оком , т еку щ им через ин д у кт ивн ост ь .
i=0 i=i0 i=0 i=–i0
+ –
– +
t=0 t=1/4 Т t=1/2 Т t=3/4 Т
a) б) в) г)
Рис.2.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 70
- 71
- 72
- 73
- 74
- …
- следующая ›
- последняя »
