Самоиндукция. ЭДС самоиндукции. Индуктивность. Энергия магнитного поля
1. Возьмем 2 катушки одна в другой. Катушку внутри соединим с источником тока, а 2-ю с гальванометром. Первую катушку назовем первичной, вторую – вторичной. Если замыкать и размыкать цепь в первичной катушке, то во второй возникает ток. Почему он возникает, ведь магнитное поле не действует на покоящиеся заряды.
Объяснение этому дал Максвелл. По его теории в пространстве, в котором изменяется магнитное поле, возникает электрическое поле, которое и создает ток во вторичной катушке. Это электрическое поле называется вихревым электрическим полем. Линии напряженности его замкнуты и перпендикулярны линиям магнитной индукции.
2. При замыкании и размыкании цепи магнитное поле меняется, следовательно, в цепи возникает ЭДС индукции.
Возникновение ЭДС индукции в цепи, которое вызвано изменением магнитного поля тока, текущего в той же цепи, называется явлением самоиндукции, а появляющуюся электродвижущую силу – ЭДС самоиндукции. Рассмотрим цепь:
При замыкании цепи одна лампочка вспыхивает сразу, а вторая- с запозданием, т.к. в ней возникает ЭДС самоиндукции, которая препятствует быстрому нарастанию тока в цепи.
При размыкании цепи ток в катушке начинает быстро спадать, там
возникает ЭДС самоиндукции, которая препятствует уменьшению
силы тока. В момент размыкания ток в лампе спадает до нуля, затем изменив направление резко увеличивается, лампочка вспыхивает.
|
|
|
Выведем формулу для вычисления ЭДС самоиндукции:
Еi = - 
Ф= LI,
где Ф – магнитный поток самоиндукции
I – сила тока
L – коэффициент самоиндукции или индуктивность контура, которая зависит от формы и размеров проводника и от магнитных свойств среды.
Ес = - L 
ЭДС самоиндукции в цепи прямо пропорциональна скорости изменения силы тока в этой цепи.
3. Индуктивность – это физическая величина равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1А за 1с.
L 
1 Гн – это индуктивность проводника, в котором при изменении тока на 1А за 1с возникает ЭДС самоиндукции равная 1В.
4. Для создания тока цепи необходимо затратить энергию, т.е. необходимо совершить работу. Объясняется это тем, что при замыкании в цепи, когда ток начинает нарастать в проводнике, появляется вихревое электрическое поле, препятствующее нарастанию тока.
Ток в цепи устанавливается не сразу. Он нарастает до тех пор, пока вся энергия, расходуемая источником тока в единицу времени, не начнет идти только на выделение в нем теплоты.
Энергия тока вычисляется по формуле:
|
|
|
Wм= 
Энергия магнитного поля пропорциональна квадрату силы тока и индуктивности.
IV . Колебания и волны.
Тема 11
Колебательное движение. Гармонические колебания и их характеристики. Превращение энергии при колебательном движении. Свободные, затухающие и вынужденные колебания. Механический резонанс.
1. Колебания – это движения, которые точно или приблизительно повторяются через определенные интервалы времени.
Условия возникновения колебаний:
1) наличие избыточной энергии
2) наличие возвращающей силы
3) избыточная энергия, полученная телом при смещении из положения устойчивого равновесия, не должна полностью расходоваться на преодоление сопротивления при возвращении в это положение.
2. Периодическое изменение физической величины в зависимости от времени, происходящие по закону синуса или косинуса называются гармоническими колебаниями.
График изменения координаты тела от времени имеет вид:
x= xm sin (ωt +φ)
Основные характеристики колебательного движения:
Хm – амплитуда: модуль наибольшего смещения тела от положения равновесия [м]
|
|
|
T – период колебаний - время одного полного колебания [с]
ν – частота колебаний - число колебаний единицу времени [Гц] ν= 
ω – циклическая (круговая частота) - число колебаний за 2π секунд
φ – фаза колебаний - величина, стоящая под знаком синуса или косинуса, она определяет положение колебательной системы в любой момент времени φ= φо+ωt [рад], где φ0 - начальная фаза.
Законы математического маятника.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 222; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!