Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



Розрахунок енергії магнітного поля.

Енергія магнітного поля струму.

Застосування і врахування самоіндукції в техніці.

Розглянемо дослід, у якому розмикають коло дросельної котушки із осердям. Один із Проводів залишається приєднаним до клеми котушки, а другим торкаємося до іншої клеми.

У момент розмикання помітне проскакування іскри, що може перейти и дуговий розряд невеликої інтенсивності, супроводжуваний тріском. Студенти знають, що іскра виникає під час високої напруги, й, отже, ще раз можуть переконатися, що під час розмикання кола створюється значна ЕРС самоіндукції.

Важливо зазначити, що особливо сильний розряд може виникати під час розмикання кіл (велика швидкість зміни струму), що містять котушки зі стальними осердями — електромагніти, двигуни, трансфор­матори.

Спостереження розрядів, які виникають під час розмикання кіл, можутьбути використані для обґрунтування необхідності спеціальних масляних вимикачів, у яких запобігається небезпечний наслідок ЕРС самоіндукції — дуговий розряд. Це особливо важливо під час вимикання кіл електропостачання заводів із великою кількістю електродвигунів, трамвайної мережі, промислових районів і т. д.

На закінчення лекції необхідно показати застосування явища самоін­дукції в сучасній люмінесцентній лампі. У цій лампі знайшли застосуван­ня багато явищ, досліджуваних в курсі фізики, й тому її розгляд дозво­лить розв'язати низку педагогічних задач: повторити й поглибити раніше вивчений матеріал, причому в новій ситуації; підготувати вивчення но­вих питань; показати застосування в техніці одночасно кількох явищ, які використовуються в одному пристрої.

У досліді з лампочкою під час роз­микання вимикача вона на мить спалахує яскравим білим світлом. Звід­ки ж береться енергія, що поглинається лампочкою в момент її спалаху й перетворюється в ній на тепло та світло? Адже спалах відбувається тоді, коли вимикач уже розімкнуто. Отже, енергія не може братися від акумулятора. Спалах у лампочці відбувається під час зникнення струму в котушці, тобто під час зникнення магнітного поля цієї котушки. Таким чином, ми доходимо висновку, що енергія, яка поглинається лампочкою в момент розмикання вимикача, була раніше запасена у вигляді енергії магнітного поля котушки.

Таким чином, описане вище явище самоіндукції наочно показує, що магнітне поле мас запас енергії. Ця енергія витрачається на створення магнітного поля, і її можна дістати назад під час зникнення поля.

Отже, створення електрично­го струму в колі веде до утворення магнітного поля. Для створення елек­тричного струму, а отже, його магнітного поля, необхідно виконати робо­ту проти сил вихрового електричного поля. Ця робота (згідно із законом збереження енергії) дорівнює енергії електричного струму, або енергії магнітного поля струму.

Під час замикання кола з котушкою струм, поступово наростаючи, через якийсь час набуває значення І Автомобіль, рушаючи з місця і по­ступово набираючи швидкості, через якийсь час набуває швидкості V
Для того щоб струм у колі з індук­тивністю під час його замиканим досяг деякого значення, необхідно виконати роботу Для того щоб автомобіль розігнати до деякої швидкості, необхідно виконати роботу
Наростання струму І тим повільніше, чим більше (за інших однакових умов) індуктивність L Наростання швидкості V тим по­вільніше, чим більше (за інших одна­кових умов) маса т

Часткова подібність між процесом виявлення струму в котушці індук­тивності й розгоном автомобіля дозволяє припустити, що величини робо­ти з розгону автомобіля і з виявлення струму виражаються аналогічними співвідношеннями.

Механічна робота з розгону автомобіля дорівнює .

Цю величину можна взяти як модель для виявлення сили струму в ко­тушці індуктивності. Співвідношення між I і v, L і m дозволяє перетворити на .

Отже, енергія магнітного поля струму визначається виразом: .

ЗАПИТАННЯ

1. Як проявляється явище самоіндукції при замиканні електричного кола?

2. У чому проявляється явище самоіндукції при розмиканні електричного кола?

3. Як впливає індуктивність кола на перебіг самоіндукції?

4. Як пояснюють явище самоіндукції?

5. Яка роль джерела струму в колі у момент прояву явища самоіндукції?

6. Від чого залежить ЕРС самоіндукції?

7. Дайте означення одиниці індуктивності в СІ.

8. Від яких величин залежить енергія магнітного поля провідника зі струмом?

9. Які перетворення енергії відбуваються під час замикання електричного кола з індуктивністю?

10. Які перетворення енергії відбуваються під час розмикання електричного кола з індуктивністю?

11. Яка механічна величина аналогічна, індуктивності провідника?

Задачі:

1. Чому під час розмикання кола живлення трансформатора чи електродвигуна може виникнути сильна іскра?

2. Автомобільна котушка запалювання живиться через переривник від бортової мережі 12 В. Чому під час руху автомобіля напруга між контактами переривника може перевищувати 300 В?

3.Визначте швидкість зміни струму в котушці з індуктивністю 100 мГн, якщо в ній виникла ЕРС самоіндукції 80 В.

4.У котушці опором 5 Ом тече струм 17 А. Індуктивність котушки 50мГн. Якою буде напруга на затискачах котушки, якщо струм у ній рівномір­но зростає зі швидкістю 1000 А/с?

5.Чому дорівнює індуктивність контуру, якщо за сили струму 6 А його пронизує магнітний потік 0,3 мВб? (36: № 3.8. Відповідь: 50 мкГн.)

6.Чому дорівнює ЕРС самоіндукції, яка виникає в котушці з індуктивністю 20 мГн під час рівномірної зміни сили струму на 15 А за 1 с? (36: № 3.9. Відповідь: 0,3 В.)

7.Чому дорівнює індуктивність контуру, якщо під час рівномірної зміни сили струму на 5 А за 50 мс у цьому контурі створюється ЕРС 10 В? (36: №3.11. Відповідь: 100 мГн.)

8. Котушка індуктивністю 1 Гн вмикається на напругу 20 В. Визначте час, за який сила струму в ній досягає 30 А. (Відповідь: 1,5 с.) ,

9. Індуктивність контуру 0,05 Гн. Чому дорівнює магнітний потік, що пронизує контур, якщо сила струму в ньому 8 А? (Відповідь: 0,4 Вб.)

10. Котушка опором 50 Ом та індуктивністю 10-3 Гн перебуває в магнітному полі. Під час рівномірної зміни магнітного поля потік через котушку зріс на 103 Вб і струм у котушці збільшився на 0,1 А. Який заряд пройшов за цей час по котушці? (Відповідь: 0,18 ∙ 10 4 Кл.)

11. Котушка із залізним осердям перерізом 20 см2 має індуктивність 0,02 Гн. Якою повинна бути сила струму в котушці, щоб індукція маг­нітного поля в осерді була 1 мТл, якщо котушка має 1000 витків? (Від­повідь: 0,1 А.)

12. По котушці тече струм 10 А. За якої індуктивності котушки енергія її магнітного поля буде дорівнювати 6 Дж? (Відповідь: 0,12 Гн.)

13. Зі зміною сили струму в котушці, індуктивність якої дорівнює 0,11 Гн, у 5,13 разу енергія магнітного поля змінилася на 16,2 Дж. Знайдіть по­чаткові значення енергії та сили струму. (Відповідь: 0,64 Дж; 3,41 А.)


Читайте також:

  1. III. За виділенням або поглинанням енергії
  2. IV. Критерій питомої потенціальної енергії деформації формозміни
  3. Автоматичний розрахунок суми проведення.
  4. Аеродинамічний розрахунок
  5. Аеродинамічний розрахунок ротора вітроустановки
  6. Аналітичний розрахунок завантаження горловин
  7. Аналітичний розрахунок сумарного завантаження типових перетинань
  8. Апаратура методу природного магнітного поля
  9. Апаратура ядерно-магнітного каротажу
  10. БІОЛОГІЧНА ДІЯ МАГНІТНОГО ПОЛЯ
  11. Види норм праці, їх розрахунок
  12. Визначення ймовірності перерви електропостачання і середньої кількості недоотриманої електроенергії.




Переглядів: 2352

<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
Одиниця індуктивності. | У професійній діяльності

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

  

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.016 сек.