Самоиндукција
Секој проводник низ кој тече електрична струја е во сопственото магнетно поле.
Кога се менува тековната јачина во спроводникот, м.полето се менува, т.е. магнетниот флукс создаден од оваа струја се менува. Промена магнетен текдоведува до појава на вителско електрично поле и во колото се појавува индуциран EMF.
Овој феномен се нарекува самоиндукција.
Самоиндукција е феномен на појава на индуциран емф во електрично коло како резултат на промена на јачината на струјата.
Добиениот емф се нарекува Самоиндуцирана емф
Манифестација на феноменот на самоиндукција
Затворање на колото
Кога има краток спој во електричното коло, струјата се зголемува, што предизвикува зголемување на магнетниот флукс во серпентина, се појавува вртложно електрично поле насочено против струјата, т.е. во серпентина се појавува самоиндуктивен ЕМФ, кој го спречува зголемувањето на струјата во колото (вителското поле ги инхибира електроните).
Како резултат на тоа, L1 светнува подоцна од L2.
Отворено коло
Кога ќе се отвори електричното коло, струјата се намалува, доаѓа до намалување на флуксот во серпентина и се појавува вителско електрично поле, насочено како струја (се обидува да ја одржи истата јачина на струјата), т.е. Во серпентина се појавува самоиндуцирана електрана, одржувајќи ја струјата во колото.
Како резултат на тоа, L трепка силно кога е исклучен.
Во електротехниката, феноменот на самоиндукција се манифестира кога колото е затворено (електричната струја постепено се зголемува) и кога колото се отвора (електричната струја не исчезнува веднаш).
ИНДУКТАНЦИЈА
Од што зависи самоиндуцираниот EMF?
Електричната струја создава сопствено магнетно поле. Магнетниот тек низ колото е пропорционален на индукцијата на магнетното поле (Ф ~ B), индукцијата е пропорционална на јачината на струјата во проводникот
(B ~ I), затоа магнетниот тек е пропорционален на јачината на струјата (Ф ~ I).
Емф на самоиндукција зависи од брзината на промена на струјата во електричното коло, од својствата на проводникот (големина и облик) и од релативната магнетна пропустливост на медиумот во кој се наоѓа проводникот.
Физичка величина што ја покажува зависноста на самоиндукцијата emf од големината и обликот на спроводникот и од средината во која се наоѓа проводникот се нарекува коефициент на самоиндукција или индуктивност.
Индуктивност - физичката количина, нумерички еднаков на самоиндуктивниот emf што се јавува во колото кога струјата се менува за 1 ампер за 1 секунда.
Индуктивноста може да се пресмета и со формулата:
каде Ф е магнетниот тек низ колото, I е јачината на струјата во колото.
SI единици на индуктивност:
Индуктивноста на серпентина зависи од:
бројот на вртења, големината и обликот на серпентина и релативната магнетна пропустливост на медиумот (можеби и јадро).
ЕМП САМОИНДУКЦИЈА
Самоиндуктивниот EMF спречува струјата да се зголемува кога колото е вклучено и струјата да се намалува кога колото се отвора.
ЕНЕРГИЈА НА МАГНЕТНОТО ПОЛЕ НА ТЕКОВАТА
Околу проводникот што носи струја има магнетно поле кое има енергија.
Од каде доаѓа? Тековниот извор вклучен во електричното коло има резерва на енергија.
Во моментот на затворање на електричното коло, тековниот извор троши дел од својата енергија за да го надмине ефектот на самоиндуктивниот ЕМФ што се појавува. Овој дел од енергијата, наречен сопствена енергија на струјата, оди до формирање на магнетно поле.
Енергијата на магнетното поле е еднаква на внатрешната енергија на струјата.
Само-енергијата на струјата е нумерички еднаква на работата што треба да ја изврши тековниот извор за да го надмине самоиндукцијата EMF за да создаде струја во колото.
Енергијата на магнетното поле создадено од струјата е директно пропорционална на квадратот на струјата.
Каде оди енергијата на магнетното поле откако ќе престане струјата? - се истакнува (кога колото е отворено со доволно голема силаструјата може да предизвика искра или лак)
ПРАШАЊА ЗА ТЕСТОТ
на тема „Електромагнетна индукција“
1. Наведете 6 начини за добивање на индукциона струја.
2. Феномен електромагнетна индукција(дефиниција).
3. Правило на Ленц.
4. Магнетен флукс (дефиниција, цртеж, формула, влезни величини, нивни мерни единици).
5. Законот за електромагнетна индукција (дефиниција, формула).
6. Својства на вител електрично поле.
7. Индукција emf на проводник што се движи во рамномерно магнетно поле (причина за изглед, цртеж, формула, влезни количини, нивни мерни единици).
8. Самоиндукција (кратка манифестација во електротехниката, дефиниција).
9. ЕМП на самоиндукција (неговото дејство и формула).
10. Индуктивност (дефиниција, формули, мерни единици).
11. Енергија на магнетното поле на струјата (формулата од каде доаѓа енергијата на магнетното поле на струјата, од каде исчезнува кога струјата ќе престане).
Феноменот на самоиндукција се состои во појава на индуциран емф во самиот проводник кога се менува струјата во него. Пример за феноменот на самоиндукција е експеримент со две сијалици поврзани паралелно преку прекинувач до извор на струја, од кои едната е поврзана преку калем (сл. 39). Кога клучот е затворен, сијалицата 2, вклучена преку серпентина, свети подоцна од сијалицата 1. Ова се случува затоа што по затворањето на клучот, струјата не ја достигнува својата максимална вредност веднаш; магнетното поле на зголемената струја ќе генерира индуциран EMF во серпентина, што, во согласност со правилото на Ленц, ќе го попречи зголемувањето на струјата.
За самоиндукција, емпириски утврдениот закон е задоволен: самоиндукцијата EMF е директно пропорционална со стапката на промена на струјата во проводникот. .
Коефициентот на пропорционалност L се нарекува индуктивност. Индуктивноста е вредност еднаква на самоиндуктивниот emf со брзина на промена на струјата во проводник од 1 A/s. Единицата за индуктивност е Хенри (H). 1 H = 1 V s/A. 1 henry е индуктивност на проводник во кој се јавува самоиндуктивен emf од 1 волт со брзина на промена на струјата од 1 A/s. Индуктивноста ги карактеризира магнетните својства на електричното коло (проводник) и зависи од магнетната пропустливост на медиумот на јадрото, големината и обликот на серпентина и бројот на вртења во него.
Кога индукторската намотка е исклучена од тековниот извор, светилка поврзана паралелно со серпентина дава краток блиц (сл. 40).
Струјата во колото се јавува под влијание на самоиндукција emf. Изворот на енергија што се ослободува во електричното коло е магнетното поле на серпентина. Енергијата на магнетното поле се наоѓа според формулата Енергијата на магнетното поле зависи од индуктивноста на проводникот и јачината на струјата во него. Оваа енергија може да се претвори во енергија на електричното поле. Вителското електрично поле се генерира со наизменично магнетно поле, а наизменичното електрично поле генерира наизменично магнетно поле, односно наизменичното електрично и магнетно поле не може да постојат едно без друго. Нивната врска ни овозможува да заклучиме дека постои едно електромагнетно поле. Електромагнетното поле е едно од главните физички полиња преку кое се јавува интеракцијата на електрично наелектризираните честички или честички со магнетен момент. Електромагнетното поле се карактеризира со јачина на електричното поле и магнетна индукција. Односот помеѓу овие количини и дистрибуцијата во просторот електрични полнежиа струи е основана во 60-тите години на минатиот век од Џ.Максвел. Оваа врска се нарекува основни равенки на електродинамиката, кои опишуваат електромагнетни појави во различни медиуми и во вакуум. Овие равенки се добиени како генерализација на експериментално утврдените закони на електричните и магнетните појави.
План - резиме на лекција
« Самоиндукција . И индуктивност . Енергија на магнетно поле струја"
Завршено од студент од 5-та година
Група FM-112
цело времеобука
образование по физика и математика
Кежутина Олга Владиславовна
Датум: 23.09.16
Владимир 2016 година
Тема на лекцијата: Самоиндукција . И индуктивност .
Класа: "11б"
Тип на лекција : лекција за учење на нови знаења.
Тип на лекција: лекција-предавање.
Цел : формираат идеја дека промената на јачината на струјата во проводникот создава вителски бран, кој може или да ги забрза или забави електроните што се движат; формираат идеја за енергијата што ја поседува електричната струја во проводникот и енергијата на магнетното поле создадено од струјата.
Задачи:
Образовни: Повторете ги знаењата на учениците за феноменот на електромагнетна индукција, продлабочете ги; врз оваа основа, проучете го феноменот на самоиндукција. Научете да го користите законот за електромагнетна индукција за да ги објасните појавите.Воведете формула за пресметување на енергијата на магнетното поле на струја и концептот на електромагнетно поле.
Образовни: Негување интерес за темата, напорна работа и способност за внимателно оценување на одговорите на другарите, способност за колективна работа и во парови.
Образовни: Развој на физичкото размислување на учениците, проширување на концептуалниот апарат на учениците, формирање на вештини за анализа на информации, извлекување заклучоци од набљудувања и експерименти.
Опрема:
За време на часовите:
Организациска фаза.11.20 – 11.21
Здраво момци, седнете.
Учениците се подготвуваат за часот.
Ажурирање на знаењето.
11.22-11.28
Проверка на домашната задача, доколку учениците имаат прашања, ги средуваме.
Фронтална анкета:
Кое поле се нарекува вителско електрично поле?
Кој е изворот на вителското поле?
Што се Фуко струи? Наведете примери за нивната употреба.
Што го одредува индуцираниот EMF што се јавува во проводник што се движи во временски променливо магнетно поле?
Учениците проверуваат домашна работа, одговори на прашањата:
Полето што генериравременски променливо магнетно поле.
Време-променливо магнетно поле.
Индукциските струи достигнуваат големи нумерички вредности кај масивните проводници поради фактот што нивниот отпор е низок.
На брзината на движење на проводник во еднообразно магнетно поле.
Примероци за водечки прашања:
4. Запомнете ја формулата со која можете да го пронајдете индуцираниот EMF во подвижните проводници.
Мотивациска фаза.
11.29-11.31
Основите на електродинамиката беа поставени од Ампер во 1820 година. Работата на Ампер инспирирала многу инженери да дизајнираат различни технички уреди, како што се електричен мотор (дизајниран од Б. С. Јакоби), телеграф (С. Морс) и електромагнет, кој бил дизајниран од познатиот американски научник Хенри.
Џозеф Хенри стана познат по создавањето на серија уникатни, моќни електромагнети со сила на кревање од 30 до 1500 kg со сопствена тежина на магнет од 10 kg. Додека создавал различни електромагнети, во 1832 година научникот открил нов феномен во електромагнетизмот - феноменот на самоиндукција. Оваа лекција е посветена на овој феномен.
Напишете ја темата на табла: Самоиндукција . И индуктивност . Тековната енергија на магнетното поле ».
Учење нов материјал.
11.32-11.45
Хенри измислил рамни намотки од бакар со ленти, со чија помош постигнал моќни ефекти кои биле поизразени отколку кога користел жичани соленоиди. Научникот забележал дека кога има моќен калем во колото, струјата во ова коло ја достигнува својата максимална вредност многу побавно отколку без серпентина.
Искуство: На сликата е прикажан електричен дијаграм на експерименталното поставување, врз основа на кој може да се демонстрира феноменот на самоиндукција. Електричното коло се состои од две паралелно поврзани светилки поврзани преку прекинувач до извор на директна струја. Намотка е поврзана во серија со една од светилките. По затворањето на колото, може да се види дека сијалицата, која е поврзана во серија со серпентина, свети побавно од втората сијалица.
Кога изворот е исклучен, сијалицата поврзана во серија со серпентина се гаси побавно од втората сијалица.
Да ги разгледаме процесите што се случуваат во ова коло кога клучот е затворен и отворен.
1. Затворање на клучот.
Во колото има калем што носи струја. Нека струјата во овој свиок тече спротивно од стрелките на часовникот. Тогаш магнетното поле ќе биде насочено нагоре.
Така, серпентина завршува во просторот на сопственото магнетно поле. Како што се зголемува струјата, серпентина ќе се најде во просторот на променливото магнетно поле на сопствената струја. Ако струјата се зголеми, тогаш се зголемува и магнетниот флукс создаден од оваа струја. Како што е познато, со зголемување на магнетниот флукс што продира низ рамнината на колото, во ова коло се јавува електромоторна сила на индукција и, како последица на тоа, индукциона струја. Според правилото на Ленц, оваа струја ќе биде насочена на таков начин што нејзиното магнетно поле спречува промена на магнетниот тек кој продира во рамнината на колото.
Односно, за кривината разгледана на Слика 4, индукциската струја треба да биде насочена во насока на стрелките на часовникот, со што ќе се спречи зголемувањето на сопствената струја на вртењето. Следствено, кога клучот е затворен, струјата во колото не се зголемува веднаш, поради фактот што во ова коло се појавува индукциона струја на сопирање, насочена во спротивна насока.
2. Отворање на клучот.
Кога прекинувачот се отвора, струјата во колото се намалува, што доведува до намалување на магнетниот тек низ рамнината на серпентина. Намалувањето на магнетниот флукс доведува до појава на индуцирана EMF и индуцирана струја. Во овој случај, индуцираната струја е насочена во иста насока како и сопствената струја на серпентина. Ова доведува до побавно намалување на внатрешната струја.
Заклучок: кога се менува струјата во проводникот, во истиот проводник се јавува електромагнетна индукција, која генерира индуцирана струја насочена на таков начин што ќе спречи каква било промена на сопствената струја во проводникот. Ова е суштината на феноменот на самоиндукција. Самоиндукција е посебен случајелектромагнетна индукција.
Самоиндукција - ова е феноменот на појава на електромагнетна индукција во проводник кога се менува јачината на струјата што тече низ овој проводник.
Индуктивност. Големината на индукцискиот вектор B на магнетното поле создадено од струјата е пропорционална на јачината на струјата. Бидејќи магнетниот тек Ф е пропорционален на B, тогаш Ф ~ В~ I.
Затоа може да се тврди дека
Ф = LI,
каде што L е коефициентот на пропорционалност помеѓу струјата во проводното коло и магнетниот тек.
Вредноста на L се нарекува индуктивност на колото, или негов коефициент на самоиндуктивност.
Користејќи го законот за електромагнетна индукција и добиениот израз, ја добиваме еднаквоста
Од формулата произлегува декаиндуктивноста е физичка величина нумерички еднаква на самоиндуктивниот emf што се јавува во коло кога струјата во него се менува за 1 А во 1 s.
Индуктивноста, како и електричната капацитивност, зависи од геометриските фактори: големината на проводникот и неговата форма, но не зависи директно од јачината на струјата во проводникот. Покрај геометријата на проводникот, индуктивноста зависи и од магнетните својства на средината во која се наоѓа проводникот.
Очигледно, индуктивноста на едно вртење на жица е помала од онаа на калем (магнетниот електромагнет) што се состои од N слични вртења, бидејќи магнетниот тек на серпентина се зголемува N пати.
Единицата за индуктивност SI се нарекува хенри (означена со Gn). Индуктивноста на проводникот е еднаква на 1 H ако, со подеднаква промена на јачината на струјата за 1 A во 1 s, во него се појавува самоиндуктивен emf од 1 V:
Луѓето секојдневно се среќаваат со феноменот на самоиндукција. Секогаш кога ќе го вклучиме или исклучуваме светлото, на тој начин го затвораме или отвораме колото, а со тоа возбудуваме индукциски струи. Понекогаш овие струи можат да достигнат толку високи вредности што во прекинувачот скока искра, што можеме да го видиме.
Аналогија помеѓу самоиндукција и инерција. Феноменот на самоиндукција е сличен на феноменот на инерција во механиката. Така, инерцијата води до фактот дека под влијание на сила телото не добива веднаш одредена брзина, туку постепено. Телото не може веднаш да се забави, без разлика колку е голема силата на сопирање. На ист начин, поради самоиндукција, кога колото е затворено, јачината на струјата не добива веднаш одредена вредност, туку постепено се зголемува. Со исклучување на изворот не ја запираме струјата веднаш. Самоиндукцијата го одржува некое време, и покрај отпорот на колото.
За создавање електрична струјаи затоа неговото магнетно поле треба да работи против силите на вителското електрично поле. Оваа работа (според законот за зачувување на енергијата) е еднаква на енергијата на електричната струја или енергијата на магнетното поле на струјата.
Запиши го изразот за тековна енергијаЈас, тече низ коло со индуктивностЛ, односно за енергијата на магнетното поле на струјата, можно е врз основа на аналогијата помеѓу инерцијата и самоиндукцијата.
Ако самоиндукцијата е аналогна на инерцијата, тогаш индуктивноста ја игра истата улога во процесот на создавање струја како масата во механиката кога брзината се зголемува. Улогата на брзината на телото во електродинамиката ја игра јачината на струјата како количина што го карактеризира движењето на електричните полнежи.
Тогаш сегашната енергија може да се смета за вредност слична на кинетичката енергија во механиката:
Тековната енергија на магнетното поле.
Тие одговараат на прашања, влегуваат во дискусии, донесуваат заклучоци и прават белешки во тетратки.
Зајакнување на научениот материјал
11.46-11.56
Нуди за решавање на проблемот:
Решавајте проблеми на табла и на лице место.
Сумирајќи. Домашна работа.
11.57-11.58
Издавање и оправдување ознаки. Снимање и дискусија за домашна задача.
Д/З: §14-16, бр.932, 934, 938.
Запишете ја домашната задача
Рефлексија
11.59-12.00
Се организира разговор со цел учесниците на часот да ги разберат сопствените постапки во текот на часот.
Прашања:
1. Кои нови работи научивте за време на часот?
2. Дали материјалот од лекцијата беше јасен?
3. Дали ви се допадна лекцијата?
Учествувајте во разговорот
№931. Колкава е индуктивноста на колото ако при јачина на струја од 5 А во него се појави магнетен тек од 0,5 mWb?
№933. Најдете ја индуктивноста на спроводникот во кој при подеднаква промена на јачината на струјата за 2 А за 0,25 s, се возбудува самоиндуктивен емф од 20 mV.
№937. Во калем со индуктивност од 0,6 H струјата е 20 A. Колкава е енергијата на магнетното поле на оваа намотка? Како ќе се промени енергијата на полето ако моменталната јачина се преполови?
№939. Најдете ја енергијата на магнетното поле на соленоид во кој на струја од 10 А се јавува магнетен тек од 0,5 Wb.
№932. Каков магнетен тек се јавува во коло со индуктивност од 0,2 mH при струја од 10 А?
№934. Каков самоиндуктивен емп се возбудува при намотување на електромагнет со индуктивност од 0,4 H кога струјата во него рамномерно се менува за 5 A за 0,02 s?
№938. Колкава треба да биде јачината на струјата во намотувањето на пригушницата со индуктивност од 0,5 H така што енергијата на полето е еднаква на 1 J?
Лекција 87.11 Лисицки П.А.
Програмски дел: „Магнетно поле“
Тема на часот: „Феноменот на самоиндукција. Индуктивност. Енергија на магнетно поле. Решавање на проблем"
Цел: ученикот мора да ја разбере суштината на феноменот на самоиндукција и законот за самоиндукција, како и концептот на индуктивност и енергија на магнетното поле.
Цели на часот.
Образовни:
Откријте ја суштината на феноменот на самоиндукција;
Изведете го законот за самоиндукција и дајте го концептот на индуктивност, како и изведете ја формулата за енергијата на магнетното поле графички.
Образовни:
Покажете ја важноста на причинско-последичните врски во спознавањето на појавите.
Развој на размислување:
Работете на развивање на способност за идентификување на главната причина што влијае на резултатот (да се развие „будност“ при пребарувањето);
Продолжете да работите на развивање на вештини за извлекување заклучоци.
Тип на лекција: лекција за учење нов материјал.
Образовни технологии: елементи на технологија за зголемување на дидактички единици (UDE).
За време на часовите.
1. Иницијализирање на часот (взаемни поздрави наставникот и учениците, подготвеност за часот и сл.)
2.Вовед во планот за час.
Прво, заедно ќе се восхитуваме на длабокото знаење - и за ова ќе спроведеме мала усна анкета. Потоа ќе се обидеме да одговориме на прашањето: која е суштината на феноменот на самоиндукција? Што е индуктивност? Како да се пресмета енергијата на магнетното поле? Потоа ќе го тренираме нашиот мозок и ќе ги решаваме проблемите. И, конечно, да извадиме нешто вредно од вдлабнатините на меморијата - феноменот на електромагнетна индукција (тема за повторување).
2. Контролен разговор на тема „Феномени на електромагнетна индукција“.
Како се нарекува феноменот на електромагнетна индукција?
Формула за законот за електромагнетна индукција.
Како се чита законот за електромагнетна индукција?
Формула за индуцирана струја ако колото е затворено?
Формула за магнетен тек.
Формула за модулот на векторот на магнетна индукција во калем.
3.Работете на материјалот што се изучува.
Проблематично искуство.
Склопено е електрично коло. Ајде да го затвориме и да го прилагодиме со помош на реостат така што светилките 1 и 2 горат со ист интензитет. Сега да го отвориме колото и повторно да го затвориме. Сијалица 1, во чие коло има коло (калем со голем бројврти од бакарна жица), ќе светне со целосно вжарено многу подоцна од сијалицата 2.
Кога ќе се отвори колото, напротив, сијалицата 1, во чие коло има коло (калем со голем број вртења од бакарна жица), ќе се изгасне многу подоцна од сијалицата 2.
Слајдовите се проектираат преку компјутер и проектор за да се нагласат клучните искуства од темата.
Проблемот е формулиран: Која е причината за оваа појава?
Веднаш по затворањето на клучот, напонот се применува на двете гранки AB и CD. Во гранката ЦД, светлото 2 ќе светне речиси веднаш, бидејќи бројот на вртења во реостатот е мал, магнетното поле речиси веднаш ја достигнува својата максимална вредност. Филијалата АБ е друга работа. Немаше магнетно поле во серпентина пред да се затвори клучот К, но по затворањето на клучот се појави струја и се зголеми. Во исто време, индукцијата на магнетното поле, кое продира во сопствените гранки на серпентина, исто така се зголемува. Во секое од бројните вртења, e i е индуцирана, насочена против надворешниот EMF (e)
Самоиндукција е феноменот на појава на ЕМП во истото затворено коло низ кое тече. наизменична струја. Ајде да ја најдеме формулата за индуктивност за оваа намотка.
Магнетен флукс
Модул на векторот на магнетна индукција во калем B=m 0 mnI
Бројот на вртења по единица должина, тогаш магнетниот тек во серпентина е еднаков на , или Ф=LI (1)
Индуктивноста е физичка големина која е константна за даден калем и е еднаква на, [L]=1H= (2)
Индуктивноста на проводникот е еднаква на 1H ако, кога јачината на струјата се менува за 1A во 1s, во него се индуцира самоиндуктивен emf од 1B.
Физичко значење на индуктивноста. Индуктивноста е физичка величина нумерички еднаква на самоиндуктивниот emf што се јавува во колото кога струјата се менува за 1 ампер во една секунда.
Индуктивноста, слична на електричната капацитивност, зависи од геометриските фактори: големината на проводникот и неговата форма, но не зависи директно од јачината на струјата во проводникот. Покрај геометријата на проводникот, индуктивноста зависи и од магнетните својства на медиумот () во кој се наоѓа проводникот.
Магнетниот флукс во серпентина е директно пропорционален на јачината на струјата. Закон за самоиндукција Индуктивниот електричен погон што произлегува во серпентина е директно пропорционален на брзината на промена на струјата, земена со спротивен знак. Формула за законот за самоиндукција (3) Изведување на формулата за енергија на магнетното поле со помош на графички метод. 
Од сликата се гледа дека енергијата на магнетното поле е еднаква на: Мерна единица на величината ќе биде мерната единица на енергија, т.е. џул, оттука, земајќи го предвид f. (1), се добива: (4) Волуметриска густина на енергија е вредноста одредена со енергијата по единица волумен. Волуметриската густина на енергијата на магнетното поле е еднаква на: (5)
Користење на формули и B=m 0 mnI. Од тука.
Тогаш енергијата на магнетното поле ќе биде еднаква на:
Волуметриската густина на енергија (магнетен притисок) ќе биде еднаква на (6).
Применливи образовна технологија UDE. За да го направите ова, разгледајте табела на аналози помеѓу механички, електрични и магнетни количини.
| Механички | Магнетни |
| Феноменот на инерција | Феномен на самоиндукција индуктивност |
| Механички | Електрични |
| Феномен на деформација Коефициент на цврстина | Феномен на полнење на кондензатор Електричен капацитет |
Нагласуваме дека магнетниот тек е сличен на моментумот на честичката
Консолидација едукативен материјал.
Кој феномен се нарекува самоиндукција?
Објасни зошто во затворено коло низ кое тече струја што се разликува по големина или правец, неизбежно се јавува друга струја, која се нарекува струја на самоиндукција?
Која количина се нарекува магнетен притисок?
Решавање на проблем.
Задача бр. 1. Како ќе се промени струјата кога колото е затворено, чиј дијаграм е прикажан на сликата.
Ако немаше индуктивност во колото, струјата ќе се зголеми до својата максимална вредност речиси веднаш. Во реалноста, струјата постепено го достигнува својот максимум во времето t 1 . Ова се должи на фактот дека има самоиндукција ЕМП во серпентина. Сегашната јачина сега се определува не само од изворот емф туку и од индуцираниот емф. Индуцираната струја е насочена спротивно на струјата произведена од тековниот извор за време на колото.
Задача бр. 2 Која е индуктивноста на серпентина ако со постепена промена на јачината на струјата во неа од 5 на 10 А за 0,1 s, се појави самоиндуктивен emf еднаков на 20 V?
Задача бр. 3 Во калем со индуктивност од 0,6 H, моменталната јачина е 20 А. Која е енергијата на магнетното поле на оваа калем? Како ќе се промени енергијата на полето ако моменталната јачина се преполови?
Домашна задача и настава: §11.6; бр.5-6 вежба 22 Резиме на часот. Рефлексија.
Несомнено, пристап заснован на задачи, нови технологии (UDE) за надминување на PPB, научни методинивната примена во решавањето проблеми чие значење е толку големо ќе му открие повеќе од една тајна на внимателниот истражувач вклучен во развојот на интелигенцијата на надарените ученици.
Струјата што тече низ проводното коло создава магнетно поле околу него. Магнетниот тек Ф поврзан со колото е директно пропорционален на јачината на струјата во ова коло: Ф=LI, каде L е индуктивноста на колото. Индуктивноста на проводникот зависи од неговата форма, големина, а исто така и од својствата на околината. Со оглед на тоа што индуцираната струја е предизвикана од промена на јачината на струјата во самиот проводник, овој феномен на појава на индуцирана струја се нарекува самоиндукција, а добиениот emf се нарекува самоиндукција emf. Самоиндукцијата е посебен случај на феноменот на електромагнетна индукција. Ако јас се менувам со времето според линеарен закон, тогаш E ci = - (Ф/t)= - L(I/t), каде што I/t е брзината на промена на струјата. Оваа формула важи само за L=const. Индуктивноста е количина нумерички еднаква на самоиндукцијата emf што се јавува во коло кога струјата во него се менува за еден по единица време. Во SI, единицата на индуктивност се зема како индуктивност на проводник во кој, кога струјата се менува за 1A во 1s, се јавува самоиндуктивен emf од 1B. Оваа единица се нарекува Хенри (Hn): 1Hn=1B*s/A.
Енергија на магнетно полесоздадена од струјата, според законот за зачувување на енергијата, е еднаква на енергијата потрошена од изворот за создавање на струјата. Кога колото е затворено, струјата во колото поради самоиндукција нема веднаш да ја достигне максималната вредност I 0, туку постепено. Кога ќе се отвори колото, струјата исто така не исчезнува веднаш, туку постепено и топлината се ослободува во проводникот. Бидејќи колото е отворено, оваа топлина не може да се ослободи поради работата на изворот, туку може да биде само последица на енергијата акумулирана во соленоидот, енергијата на магнетното поле. Енергијата на магнетното поле на соленоидот, кога струјата целосно ќе престане, се претвора во топлина од џул. Изразот за магнетното поле на соленоидот има форма: W m =LI 2 /2.
Феноменот на самоиндукција. Индуктивност
Електричната струја што минува низ проводник создава магнетно поле околу него. Магнетниот флукс низ јамката на овој проводник е пропорционален на модулот на индукцијата на магнетното поле во јамката, а индукцијата на магнетното поле за возврат е пропорционална на јачината на струјата во проводникот. Затоа, магнетниот флукс низ јамката е директно пропорционален на струјата во јамката:
Коефициентот на пропорционалност помеѓу струјата во колото и магнетниот тек создаден од оваа струја се нарекува индуктивност. Индуктивноста зависи од големината и обликот на проводникот, од магнетните својства на средината во која се наоѓа проводникот.
Единицата на индуктивност во Меѓународниот систем се зема како Хенри. Индуктивноста на колото е 1 H ако, при струја од 1 А, магнетниот тек низ колото е 1 Wb:
Кога се менува струјата во серпентина, се менува магнетниот флукс создаден од оваа струја. Промената на магнетното поле што минува низ серпентина треба да предизвика појава на индуциран EMF во серпентина. Феноменот на појава на индуциран EMF во електрично коло како резултат на промена на јачината на струјата во ова коло се нарекува самоиндукција.
Во согласност со правилото на Ленц, самоиндуктивниот EMF спречува струјата да се зголемува кога колото е вклучено и струјата да се намалува кога колото е исклучено.
Самоиндукцијата emf што произлегува во серпентина, според законот за електромагнетна индукција, е еднаква на
, т.е.
Самоиндуктивниот emf е директно пропорционален на индуктивноста на серпентина и брзината на промена на струјата во серпентина.
Елементот на електричното коло има индуктивност од 1 H ако, со подеднаква промена на јачината на струјата во колото за 1 A во 1 s, во него се појавува самоиндуктивен emf од 1 V.
