Электродвижущая сила взаимной индукции. Взаимная индуктивность контуров. Принцип электромагнитной инерции.
Явление взаимной индукции состоит в наведении ЭДС в каком-либо контуре (катушке) при изменении магнитного потока (тока) в другом контуре, электрически не связанным с первым контуром (катушкой), если он имеет с ним общий магнитный поток. Такие контуры (катушки) называют магнитосвязанными.
Например, для катушек, приведенных на рисунке 1.9 магнитный поток, который создается током 
в первой катушке 
(полное потокосцепление этой катушки 
» а током 
в другом контуре 
(полное потокосцепление второй катушки 
, где 
и 
— магнитные потоки, сцепленные, соответственно, только с первой катушкой и со второй катушкой; 
и 
— магнитные потоки, созданные соответственно током первой катушки и током второй катушки, но сцепленные одновременно с обоими контурами; 
и 
— количество витков в первой и второй катушках.
Магнитные потокосцепления взаимной индукции 
и 
могут быть вычислены по формулам:
где: 
— относительная магнитная проницаемость среды; 
— поверхность, ограниченная контуром витка первой катушки; 
— поверхность, ограниченная контуром витка второй катушки; 
— длина витков первой катушки; 
— длина витков второй катушки.
Величины 
и 
называют коэффициентами взаимной индукции катушек. Единицей измерения взаимной индуктивности является генри (Гн).
Так как длины проводов катушек можно выразить через количество витков:
то формулы для коэффициентов взаимной индукции могут быть представлены упрощенными линейными соотношениями: 
В теории электромагнитного поля доказано равенство 
В соответствии с законом электромагнитной индукции при 
ЭДС катушек будет иметь следующий вид:
Знак «-» в этих формулах ставят, если потоки самоиндукции и взаимоиндукции направлены в одну сторону, т.е. магнитосвязанные контуры имеют согласное включение.
Включение катушек, при котором указанные потоки направлены в разные стороны, называются встречными. Величины 
и 
называют ЭДС взаимной индукции. Для характеристики степени магнитной связи контуров используют коэффициент магнитной связи:
Остановимся еще на общем характере индуцированных ЭДС взаимной индукции. Знак «-» в выражении для индуцированной ЭДС 
свидетельствует о том, что эта ЭДС стремится вызвать токи, направленные таким образом, чтобы воспрепятствовать изменению магнитного потока.
Это положение выражает сформулированный Ленцем принцип электромагнитной инерции. В самом деле, предположим, что поток, сцепляющийся с контуром, убывает, т.е. 
. в таком случае 
, и, следовательно, возникающая в контуре ЭДС стремится вызвать ток в положительном направлении и тем самым воспрепятствовать убыванию потока и наоборот.
На основании вышеописанного можно сформулировать принцип электромагнитной инерции в отношении электромагнитных процессов, совершающихся в системе контуров с электрическими токами, а именно: в системе контуров с электрическими токами существует тенденция к сохранению неизменными магнитных потоков, сцепляющихся с отдельными контурами системы.
При всякой попытке изменить потоки, сцепляющиеся с контурами, в контурах возникают электродвижущие силы, стремящиеся воспрепятствовать этому изменению.
Эта страница взята со страницы задач по электротехнике:
Электротехника — решения задач и примеры выполнения заданий
Возможно эти страницы вам будут полезны:
