САМОИНДУКЦИЈА
Секој проводник низ кој тече струја. струјата 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. Промената на магнетниот тек доведува до појава на електричен вител. полиња и во колото се појавува индуциран emf. 
Овој феномен се нарекува самоиндукција.
Самоиндукција е феномен на појава на индуциран емф во електрична енергија. коло како резултат на промени во јачината на струјата.
Добиениот емф се нарекува Самоиндуцирана емф
Затворање на колото 
Кога е скратен на електрична енергија коло, струјата се зголемува, што предизвикува зголемување на магнетниот тек во серпентина, и се јавува вител електричен. поле насочено против струјата, т.е. Во серпентина се појавува самоиндукција емф, што го спречува зголемувањето на струјата во колото (вителското поле ги инхибира електроните).
Како резултат L1 светнува подоцна,отколку 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 кога е исклучен трепка силно.
Заклучок
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).
Од што зависи самоиндуцираниот EMF?
Е-пошта струјата 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 магнетен текпропорционална на јачината на струјата (F ~ I).
Самоиндукцијата ЕМП зависи од брзината на промена на струјата во електричната струја. коло, од својствата на проводникот
(големина и облик) и на 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 - физичка. вредност нумерички еднаква 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.
Единици на индуктивноство системот SI:
Индуктивноста на серпентина зависи од:
бројот на вртења, големината и обликот на серпентина и релативната магнетна пропустливост на медиумот
(јадрото можно).
Самоиндуктивниот EMF спречува струјата да се зголемува кога колото е вклучено и струјата да се намалува кога колото се отвора.
Околу проводникот што носи струја има магнетно поле кое има енергија.
Од каде доаѓа? Тековниот извор вклучен во електричната синџирот има резерва на енергија.
Во моментот на електрично затворање. Колото на тековниот извор троши дел од својата енергија за да го надмине ефектот на самоиндуктивниот EMF што се појавува. Овој дел од енергијата, наречен сопствена енергија на струјата, оди до формирање на магнетно поле.
Енергијата на магнетното поле е сопствена тековна енергија.
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. |
Лекција бр. 46-169
Самоиндукција- феноменот на појава на индуциран емф во спроводно коло кога се менува јачината на струјата во него. Добиениот емф се нарекува Самоиндуцирана емф.
Манифестација на феноменот на самоиндукција.
Затворање на колото.Кога ќе дојде до краток спој во електричното коло, струјата се зголемува, што предизвикува зголемување на магнетниот тек во серпентина и се појавува вителско електрично поле, насочено против струјата, т.е. Во серпентина се појавува самоиндукција емф, што го спречува зголемувањето на струјата во колото (вителското поле ги инхибира електроните).
Како резултат на тоа, L1 свети подоцнаотколку L2.
Отворено коло.
Кога ќе се отвори електричното коло, струјата се намалува, доаѓа до намалување на магнетниот тек 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. Индуктивност, или коефициент на самоиндукција - параметар на електрично коло што го одредува самоиндукцијата емф индуцирана во колото кога струјата што тече низ него се менува и/или нејзината деформација. Терминот „индуктивност“ се однесува и на самоиндукција намотка, која ги одредува индуктивните својства на колото.
Самоиндукција - појава на индуциран емф во проводно коло кога се менува тековната јачина во него. Индуциран EMF се јавува кога се менува магнетниот тек. Ако оваа промена е предизвикана од сопствената струја, тогаш тие зборуваат за самоиндуцирана EMF:
ε е =–
= – Л 
,
Каде Л - индуктивност на колото, или нејзина коефициентсамоиндукција цит.
Индуктивност - физичката количина, нумерички еднаков на самоиндукцијата emf што се јавува во колото кога струјата се менува за 1 A во 1 s.
F - магнетен флукс низ колото, I - јачина на струјата во колото.SI единица на индуктивностХенри(Gn): [ L] = [
] = [
]= Gn; 1 Gn = 1 
.
Индуктивноста, како и електричниот капацитет, зависи од геометријата на проводникот - неговата големина и облик, но не зависи од тековната јачина во проводникот. Покрај тоа, индуктивноста зависи од магнетните својства на средината во која се наоѓа проводникот.
Индуктивност на серпентиназависи од:
− број на вртења,
− големина и облик на серпентина;
− на релативната магнетна пропустливост на медиумот (евентуално јадро).
Струи за затворање и отворање Секогаш кога струјата се вклучува и исклучува во колото, т.н дополнителни струи на самоиндукција (дополнителни струи на затворање и времињамикање),кои произлегуваат во коло поради феноменот на самоиндукција и спречување (според правилото на Ленц) зголемување или намалување на струјата во колото. Индуктивноста ја карактеризира инерцијатаколо во однос на промената на струјата во него и неговоможе да се смета како електродинамикааналог на телесна маса во механиката, што е меркаинерција на телото. Во овој случај, сегашната силаЈасја игра улогата на брзината на телото. Тековната енергија на магнетното поле. Да ја најдеме енергијата што ја поседува електричната струја во проводникот. Според законот за зачувување на енергијата, енергијата на магнетното поле создадено од струјата е еднаква на енергијата што тековниот извор (галванска ќелија, генератор во електрана итн.) мора да ја потроши за да ја создаде струјата. Кога струјата ќе престане, оваа енергија се ослободува во една или друга форма. Ајде да дознаеме зошто за да се создаде струја потребно е да се троши енергија, т.е., потребно е да се работи. Ова се објаснува со фактот дека кога колото е затворено, кога струјата почнува да се зголемува, во проводникот се појавува вителско електрично поле, кое дејствува против електричното поле што се создава во проводникот поради изворот на струја. За да може струјата да стане еднакваЈас, сегашниот извор мора да работи против силите на полето на вител. Оваа работа оди на зголемување на енергијата на магнетното поле на струјата.Кога ќе се отвори колото, струјата исчезнува и полето на вител врши позитивна работа. Енергијата складирана во струјата се ослободува. Ова се открива со моќна искра што се појавува кога се отвора коло со висока индуктивност.
I што тече низ коло со индуктивност L, (т.е. за енергијата на магнетното поле на струјата), може да се заснова на аналогијата помеѓу инерцијата и самоиндукцијата дискутирана погоре. W m може да се смета за величина слична на кинетичката енергија на телото
во механиката, и запишете го во форма W m = 
(**) L, а моменталната јачина во него е I. Но истата енергија може да се изрази и преку карактеристиките на полето. Пресметките покажуваат дека енергетската густина на магнетното поле (т.е. енергијата по единица волумен) е пропорционална на квадратот на магнетната индукција, исто како што енергетската густина на електричното поле е пропорционална на квадратот на јачината на електричното поле. Магнетното поле создадено од електрична струја има енергија директно пропорционална на квадратот на струјата.
5. Струја од 3 А се влева во калем со отпор од 2 Ом Индуктивноста на серпентина е 50 mH. Колкав ќе биде напонот на терминалите на серпентина ако струјата во него подеднакво се зголемува со брзина од 200 
?
Лекција бр. 46-169 Самоиндукција. Индуктивност. Тековната енергија на магнетното поле. D/z:§15; § 161. Самоиндукција– феноменот на појава на ЕМП во спроводно коло кога се менува јачината на струјата во него. ЕМФ што се појавува во овој случај се нарекува самоиндуциран емф.Според правилото на Ленц, во моментот кога струјата се зголемува, интензитетот на електричното поле на вител е насочен против струјата, т.е. вителското поле го спречува зголемувањето на струјата. И во моментот кога струјата се намалува, полето за вител го поддржува.
Феноменот на самоиндукција може да се забележи во едноставни експерименти.
СО 
Дијаграм на паралелно поврзување на две идентични светилки. Еден од нив е поврзан со изворот преку отпорникР
,
А
другиот - во серија со серпентина Л,
опремени со железно јадро.
П 
Кога клучот е затворен, првата светилка трепка речиси веднаш, а втората - со забележливо задоцнување. Самоиндуктивниот emf во колото на оваа светилка е голем, а јачината на струјата веднаш не ја достигнува својата максимална вредност (сл.).
Појавување на самоиндукција ЕМП за време на отворањето:
Кога ќе се отвори клучот во серпентинаЛ китајќи наоколу го покажува самоиндуцираниот emf што го одржува почетниотny струја. Како резултат на тоа, во моментот на отворање, струја тече низ галванометарот (одР до А ), насочени противпочетна струја пред отворање (Јас до амперметарот). Силаструјата при отворање на колото може да ја надмине моменталната јачина,
поминувајќи низ галванометарот со затворен прекинувач.Тоа значи дека самоиндуцираниот емфε Е . повеќе emf ε ба контејнери со елементи.
2. Индуктивност.Модул за индукциски вектор 
Магнетното поле создадено од струјата е пропорционално на јачината на струјата. Бидејќи магнетниот тек Ф е пропорционален ,
потоа F ~ B~
Јас.
Може да се тврди дека Ф=LI, (1)
каде што Л - коефициент на пропорционалност помеѓу струјата во проводното коло и магнетниот тек. Вредноста на Л повикани индуктивност на колото,или него коефициентволумен на самоиндукција.
Користејќи го законот за електромагнетна индукција и израз (1), ја добиваме еднаквоста
ε
Е
= -= - Л 
(2),
ако претпоставиме дека обликот на контурата останува непроменет во текотСтрујата се менува само поради промени во моменталната јачина.Од формулата (2) произлегува декаиндуктивност
-
ова е фи
калична количина, нумерички еднаква на emf на самоиндукција,
кои произлегуваат во колото кога јачината на струјата во него се менува за
1 А за 1 с.
Индуктивноста 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.
Индуктивноста на едно вртење на жица е помала од онаа на калем (соленоид) кој се состои од N слични кривини, бидејќи магнетниот тек на серпентина се зголемува за N пати.
Се нарекува SI единицата на индуктивност Хенри(означува со Gn). Индуктивноста на проводникот е еднаква на 1 Gn, Аково него со подеднаква промена на јачината на струјата од 1 А зад себе 1 с се јавува самоиндуцирана емф 1 V: 1 Gn = 
= 1
3. Тековна енергија на магнетното поле Според законот за зачувување на енергијата, енергијата на магнетното поле создадено од струјата е еднаква на енергијата што тековниот извор (галванска ќелија, генератор во електрана итн.) мора да ја потроши за да ја создаде струјата. Кога ќе се отвори колото, струјата исчезнува и полето на вител прави позитивна работа. Енергијата складирана во струјата се ослободува. Ова се открива, на пример, со моќна искра што се појавува кога се отвора коло со висока индуктивност. Запиши го изразот за тековна енергија I што тече низ коло со индуктивност L, (т.е. за енергијата на магнетното поле на струјата), може да се заснова на аналогијата помеѓу инерцијата и самоиндукцијата. Ако самоиндукцијата е слична на инерција, тогаш индуктивноста во процесот на создавање струја треба да ја игра истата улога како масата при зголемување на брзината на телото во механиката. Улогата на брзината на телото во електродинамиката се игра со јачината на струјатаЈас како квантитет што го карактеризира движењето електрични полнежи. Ако е така, тогаш сегашната енергија W m може да се смета за величина слична на кинетичката енергија на телото во механиката, и напишана во форма W m = (**) Токму овој израз за моменталната енергија се добива како резултат на пресметките. Тековната енергија (**) се изразува преку геометриските карактеристики на проводникот L, а моменталната јачина во него е I. Но истата енергија може да се изрази и преку карактеристиките на полето. Пресметките покажуваат дека густината на енергијата на магнетното поле (т.е. енергијата по единица волумен) е пропорционална на квадратот на магнетната индукција w M ~ V 2, исто како што енергетската густина на електричното поле е пропорционална на квадратот на јачината на електричното поле wЕ ~ Е 2
Запомнете: Магнетното поле создадено од електрична струја има енергија директно пропорционална на квадратот на струјата.
Основни формули: Фарадејовиот закон (закон за електромагнетна индукција): ε = –, каде ΔФ е промената на магнетниот тек, Δt е временскиот период во кој настанала оваа промена.
Феноменот на самоиндукција е дека кога струјата се менува во колото, се појавува emf што се спротивставува на оваа промена. Магнетниот флукс Ф низ површина ограничена со контура е директно пропорционален на јачината на струјатаЈас во колото: Ф = LI,
каде што Л - коефициент на пропорционалност, наречен индуктивност.
Самоиндукција emf се изразува преку промената на јачината на струјата во колото ΔЈас според следнава формула:
ε = - = -L каде Δt е времето во кое се случила оваа промена.
Енергија на магнетно поле W се изразува со формулата: W=
Задачи. Самоиндукција. Индуктивност.
1. Каков самоиндуктивен EMF се јавува во калем со индуктивност од 86 mH ако во него исчезне струја од 3,8 A за 0,012 s?
2. Определете го ЕМП на самоиндукција ако струјата во калем со индуктивност од 0,016 mH се намалува со брзина од 0,5 kA / s.
3. Која е индуктивноста на серпентина ако, со подеднаква промена на струјата во неа од 2 до 12 А за 0,1 s, се појави самоиндуктивен emf еднаков на 10 V?
4. Магнетниот тек кој продира во колото на проводник со отпор од 0,2 Ohm се менува подеднакво од 1,2∙10 -3 Wb на 0,4∙10 -3 Wb за 2 ms. Одреди ја јачината на струјата во колото.
5. Струја од 3 А се влева во калем со отпор од 2 Ом Индуктивноста на серпентина е 50 mH. Колкав ќе биде напонот на терминалите на серпентина ако струјата во него подеднакво се зголемува со брзина од 200 A/s?
6. Колкава е брзината на промена на струјата во намотување на реле со индуктивност од 3,5 H ако во него се возбудува самоиндуктивен emf од 105 V?
7. Намотка со незначителен отпор и индуктивност од 3 H е поврзана со извор на струја со EMF од 15 V и незначителен внатрешен отпор. По кој временски период струјата во серпентина достигнува 50 А? 8. Намотка со индуктивност од 0,2 H е поврзана со извор на струја со EMF = 10 V и внатрешен отпор од 0,4 Ohm. Определете го вкупниот EMF во моментот кога се отвора колото ако струјата во него исчезне за 0,04 секунди, а отпорноста на жицата на серпентина е 1,6 Ом. 9. Калем со отпор од 10 Ом и индуктивност од 0,01 H се наоѓа во наизменично магнетно поле. Кога магнетниот флукс создаден од ова поле се зголеми за 0,01 Wb, струјата во серпентина се зголеми за 0,5 A. Колку полнење помина низ серпентина за тоа време?
8
Добро е познато дека возот што заминува од станица не може веднаш да ја достигне потребната брзина.
Потребната брзина се постигнува само по одреден временски период. Во овој период, значителен дел од енергијата на локомотивата се троши за совладување на инерцијата на возот, односно за формирање резерва на кинетичка енергија, а многу мал дел за надминување на триењето.
Поради фактот што возот во движење има резерва на кинетичка енергија, тој не може веднаш да застане и ќе продолжи да се движи по инерција некое време, односно додека целата резерва на кинетичка енергија што му ја дава локомотивата на почетокот на движењето се троши на триење.
Слични феномени се случуваат во затворено електрично коло кога струјата се вклучува и исклучува.
Во моментот на вклучување еднонасочна струја(Слика 1) а магнетно поле на сила.
Слика 1. Инерција на електрична струја. Кога струјата е вклучена, магнетно поле се појавува околу проводникот.
Во првите моменти по вклучувањето на струјата, значителен дел од енергијата на струјниот извор се троши за создавање на ова магнетно поле и само мал дел за надминување на отпорот на спроводникот, поточно за загревање на проводникот со струја. Затоа, во моментот на затворање на колото струјата веднаш не ја достигнува својата максимална вредност . Максималната јачина на струјата се поставува во колото само откако ќе заврши процесот на формирање на магнетно поле околу проводникот (Слика 2).
Слика 2. Кога изворот на струја е вклучен, струјата во колото не се воспоставува веднаш.
Ако, без прекин на затворено коло, го исклучите изворот на струја од него, тогаш струјата во колото нема веднаш да запре, туку ќе тече во неа, постепено намалувајќи се некое време (слика 3) додека магнетното поле околу проводникот исчезнува, односно додека не се потроши целокупното снабдување со енергија содржано во магнетното поле.
Слика 2. Влијанието на самоиндукција emf на струјата во колото. Кога изворот на струја е исклучен, струјата во колото не престанува веднаш.
Значи, магнетното поле е носител на енергија. Ја акумулира енергијата кога е вклучен DC изворот и ја ослободува назад во колото откако ќе се исклучи тековниот извор. Така, енергијата на магнетното поле има многу заедничко со кинетичката енергија на објектот што се движи. Магнетното поле предизвикува „инерција“ на електричната струја.
Знаеме дека секогаш кога магнетниот флукс што продира во областа ограничена со затворено електрично коло се менува, индуцирана емф .
Дополнително, знаеме дека секоја промена на струјата во колото повлекува промена број на линии на магнетното полепокриени со овој синџир. Ако затвореното коло е неподвижно, тогаш бројот на магнетни линии на сила пирсинг дадена површина, може да се промени само кога нови линии ќе влезат надвор од оваа област или кога постоечките линии одат надвор од оваа област. Во двата случаи, магнетните линии на сила мора да го преминат проводникот за време на нивното движење. При вкрстување на проводник, магнетните линии на сила предизвикуваат индуциран EMF во него. Но, бидејќи во овој случај проводникот сам по себе индуцира EMF, овој emf се нарекува Самоиндуцирана емф.
Кога изворот на директна струја е поврзан со кое било затворено коло, областа ограничена со ова коло почнува да се пробива однадвор со магнетни линии на сила. Секоја магнетна линија на сила што доаѓа однадвор, преминувајќи проводник, индуцира во неа Самоиндуцирана емф.
Електромоторната сила на самоиндукција, дејствувајќи против EMF на тековниот извор, го забавува зголемувањето на струјата во колото. По неколку моменти, кога ќе престане зголемувањето на магнетниот флукс околу колото, емфот на самоиндукција исчезнува и се воспоставува јачина на струја во колото, одредена со Омовиот закон:
I=U/R
Кога изворот на струја е исклучен од затворено коло, магнетните линии на сила мора да исчезнат од просторот ограничен од проводникот. Секоја појдовна линија на магнетното поле, при преминување на проводник, предизвикува самоиндуктивен emf во него, кој има иста насока како emf на тековниот извор; затоа, струјата во колото нема веднаш да запре, туку ќе тече во иста насока, постепено намалувајќи се додека магнетниот тек во колото целосно не исчезне. Се повикува струјата што тече низ колото откако ќе се исклучи тековниот извор самоиндукција струја.
Ако колото се прекине кога изворот е исклучен, струјата на самоиндукција се појавува во форма на искра на местото каде што се отвора колото.
Со каква било промена на струјата во серпентина (или воопшто во проводникот), таа самата се индуцира Самоиндуцирана емф.
Кога EMF е индуциран во калем поради промена на сопствениот магнетен флукс, големината на овој emf зависи од брзината на промена на струјата. Колку е поголема стапката на промена на струјата, толку е поголема самоиндукцијата emf.
Големината на самоиндукцијата emf зависи и од бројот на вртења на серпентина, густината на нивното намотување и големината на серпентина. Колку е поголем дијаметарот на серпентина, бројот на неговите вртења и густината на ликвидацијата, толку е поголема самоиндукцијата emf. Оваа зависност на самоиндукцијата emf од брзината на промена на струјата во серпентина, бројот на неговите вртења и димензии ја има големо значењево електротехниката.
Насоката на самоиндукцијата емф е одредена со Ленцовиот закон. Самоиндукцијата ЕМП секогаш има насока во која ја спречува промената на струјата што ја предизвикала.
Со други зборови, намалувањето на струјата во серпентина повлекува појава на самоиндукција емф насочен во насока на струјата, т.е., спречување на нејзиното намалување. И, обратно, како што струјата се зголемува во серпентина, се појавува самоиндукција ЕМФ, насочен против струјата, т.е., спречувајќи го нејзиното зголемување.
Не треба да се заборави дека ако струјата во серпентина не се промени, тогаш не Самоиндуцирана емфне се јавува. Феноменот на самоиндукција е особено изразен во коло што содржи калем со железно јадро, бидејќи железото значително го зголемува магнетниот флукс на серпентина, а со тоа и големината на самоиндукцијата emf кога се менува.
Индуктивност
Значи, знаеме дека големината на самоиндукцијата emf во калем, покрај брзината на промена на струјата во неа, зависи и од големината на серпентина и бројот на неговите вртења.
Следствено, намотките со различен дизајн со иста стапка на промена на струјата се способни да индуцираат самоиндукција емфс со различна големина.
За да се разликуваат калеми едни од други со нивната способност да индуцираат самоиндуктивен EMF, концептот беше воведен индуктивност на серпентина, или коефициент на самоиндукција.
Индуктивноста на серпентина е количество кое го карактеризира својството на калем да индуцира самоиндуктивен емф.
Индуктивноста на даден калем е константна вредност, независна и од јачината на струјата што минува низ неа и од брзината на нејзината промена.
Хенри е индуктивност на таков калем (или проводник) во кој, кога струјата се менува за 1 ампер за 1 секунда, се јавува самоиндуктивен емф од 1 волт.
Во пракса, понекогаш е потребна калем (или ликвидација) што нема индуктивност. Во овој случај, жицата е намотана на макара, откако претходно ја преклопи на половина. Овој метод на намотување се нарекува бифилар.
ЕМП меѓусебна индукција
Значи, знаеме дека индуцираниот EMF во калем може да се предизвика без да се движи електромагнет во него, туку со промена само на струјата во неговото намотување. Но, за да предизвикате индуциран EMF во едната намотка со менување на струјата во другата, воопшто не е неопходно да се вметне еден од нив во другиот, туку можете да ги поставите рамо до рамо.
И во овој случај, кога ќе се промени струјата во едната калем, добиениот наизменичен магнетски тек ќе навлезе (преминува) низ вртењата на другиот калем и ќе предизвика EMF во него.
Взаемната индукција овозможува поврзување на различни електрични кола едни со други преку магнетно поле. Таквата врска обично се нарекува индуктивна спојка.
Големината на взаемната индукција emf зависи првенствено од брзината со која се менува струјата во првата намотка. Колку побрзо се менува струјата во него, толку е поголема заемната индукција емф.
Дополнително, големината на взаемно индуктивниот EMF зависи од индуктивноста на двете намотки и нивната релативна положба, како и магнетна пропустливост на околината.
Оттука, различни по нивната индуктивност и релативна положбакалеми во различни средини се способни да предизвикуваат меѓусебни индукциски емфс од различни големини едни во други.
За да може да се направи разлика помеѓу различни парови намотки според нивната способност меѓусебно да индуцираат EMF, концептот на меѓусебна индуктивностили коефициент на взаемна индукција.
Взаемната индуктивност се означува со буквата M. Нејзината мерна единица, како и индуктивноста, е Хенри.
Хенри е меѓусебната индуктивност на две калеми, таква што промената на струјата во едната намотка за 1 ампер во секунда предизвикува EMF на меѓусебната индуктивност еднаква на 1 волт во другата калем.
Големината на ЕМП на меѓусебната индукција е под влијание на магнетната пропустливост на околината. Колку е поголема магнетната пропустливост на медиумот низ кој е затворен наизменичниот магнетен флукс што ги поврзува намотките, толку е посилно индуктивното спојување на намотките и толку е поголема вредноста на меѓусебната индукција emf.
Работата на ваков важен електричен уред како трансформатор се заснова на феноменот на меѓусебна индукција.
Принцип на работа на трансформаторот
Принципот на работа на трансформаторот се заснова и е како што следува. Две намотки се намотани на железно јадро, еден од нив е поврзан со извор на наизменична струја, а другиот со тековен потрошувач (отпор).
Намотката поврзана со извор на наизменична струја создава наизменичен магнетен флукс во јадрото, што предизвикува EMF во другата намотка.
Намотката поврзана со изворот на наизменична струја се нарекува примарна, а намотката на која е поврзан потрошувачот се нарекува секундарна. Но, бидејќи наизменичниот магнетен флукс истовремено продира во двете намотки, во секоја од нив се индуцираат наизменични emfs.
Големината на ЕМП на секој свиок, како и ЕМП на целото намотување, зависи од големината на магнетниот флукс што минува низ кривината и брзината на неговата промена. Стапката на промена на магнетниот тек зависи исклучиво од фреквенцијата на наизменичната струја, која е константна за дадена струја. Големината на магнетниот тек е исто така константна за даден трансформатор. Затоа, во трансформаторот што се разгледува, ЕМП во секое намотување зависи само од бројот на вртења во него.
Односот на примарниот и секундарниот напон е еднаков на односот на бројот на вртења на примарните и секундарните намотки. Овој однос се нарекува.
Ако мрежниот напон се примени на едно од намотките на трансформаторот, тогаш од другата намотка ќе се отстрани напон кој е поголем или помал од напонот во мрежата за онолку пати колку што бројот на вртежи на секундарната намотка е поголем или помал. .
Ако од секундарното намотување се отстрани напонот поголем од оној што се применува на примарното намотување, тогаш таков трансформатор се нарекува трансформатор за зголемување. Напротив, ако од секундарното намотување се отстрани напон помал од примарниот, тогаш таквиот трансформатор се нарекува трансформатор со чекор надолу. Секој трансформатор може да се користи како трансформатор за чекор нагоре или надолу.
Односот на трансформација обично се означува во пасошот на трансформаторот како однос на највисокиот напон до најнискиот, односно секогаш е поголем од единството.
Кога прекинувачот е затворен во колото прикажано на слика 1, тоа ќе се случи, чија насока е прикажана со единечни стрелки. Со доаѓањето на струјата, се јавува струја, чиишто индукциски линии го преминуваат проводникот и предизвикуваат EMF во него. Како што е наведено во написот „Феноменот на електромагнетна индукција“, овој ЕМП се нарекува ЕМП со самоиндукција. Со оглед на тоа што секој индуциран EMF е насочен против причината што го предизвикала, а оваа причина ќе биде EMF на батеријата на елементите, самоиндукцијата emf на серпентина ќе биде насочена против EMF на батеријата. Насоката на самоиндукција ЕМП на слика 1 е прикажана со двојни стрелки.
Така, струјата не се воспоставува веднаш во колото. Само кога се воспоставува, пресекот на проводникот магнетни линииќе престане и самоиндуцираниот емф ќе исчезне. Тогаш колото ќе истече.
Слика 2 покажува графичка сликаеднонасочна струја. Хоризонталната оска го претставува времето, а вертикалната ја претставува струјата. Од сликата може да се види дека ако во првиот момент струјата е 6 А, тогаш во третиот, седмиот и така натаму моменти од времето исто така ќе биде еднаква на 6 А.
Слика 3 покажува како се воспоставува струјата во колото по вклучувањето. Емф на самоиндукција, насочен во моментот на вклучување наспроти емф на батеријата на елементите, ја ослабува струјата во колото и затоа во моментот на вклучување струјата е нула. Потоа, во првиот момент од времето, струјата е 2 А, во вториот момент - 4 А, во третиот - 5 А, и само по некое време во колото се воспоставува струја од 6 А.
 |  |
| Слика 3. График на зголемување на струјата во колото земајќи го предвид самоиндуктивниот емф | Слика 4. Самоиндукцијата ЕМП во моментот на отворање на колото е насочена во иста насока како ЕМП на изворот на напон |
Кога ќе се отвори колото (слика 4), струјата што исчезнува, чија насока е прикажана со една стрелка, ќе го намали неговото магнетно поле. Ова поле, намалувајќи се од одредена вредност на нула, повторно ќе го премине проводникот и ќе предизвика самоиндукција emf во него.
Кога електричното коло со индуктивност е исклучено, самоиндуктивниот EMF ќе биде насочен во иста насока како и електричното коло на изворот на напон. Насоката на ЕМП на самоиндукција е прикажана на Слика 4 со двојна стрелка. Како резултат на дејството на самоиндукција emf, струјата во колото не исчезнува веднаш.
Така, самоиндуцираниот EMF е секогаш насочен против причината што го предизвикала. Забележувајќи го ова својство, тие велат дека самоиндукцијата ЕМП е реактивна по природа.
Графички, промената на струјата во нашето коло, земајќи го предвид самоиндуктивниот емф кога е затворен и кога последователно се отвора во осмиот момент во времето, е прикажана на Слика 5.
 |  |
| Слика 5. График на пораст и пад на струјата во колото, земајќи го предвид самоиндукцијата емф | Слика 6. Индукциски струи кога се отвора колото |
При отворање на кола кои содржат голем број навртења и масивни челични јадра или, како што велат, имаат висока индуктивност, самоиндуктивниот EMF може да биде многу пати поголем од emf на изворот на напон. Потоа, во моментот на отворање, воздушниот јаз помеѓу ножот и фиксната клешта на прекинувачот ќе се скрши и добиениот електричен лак ќе ги стопи бакарните делови на прекинувачот, а ако нема обвивка на прекинувачот, може изгори рацете на една личност (слика 6).
Во самото коло, самоиндукцијата ЕМП може да ја пробие изолацијата на вртењата на намотките итн. За да се избегне ова, некои преклопни уреди обезбедуваат заштита од самоиндукција ЕМП во форма на специјален контакт што го кратки спојувањето на намотката на електромагнетот кога е исклучено.
Треба да се земе предвид дека самоиндукцијата ЕМП се манифестира не само во моментите кога колото се вклучува и исклучува, туку и при какви било промени во струјата.
Големината на самоиндукцијата emf зависи од брзината на промена на струјата во колото. Така, на пример, ако за исто коло во еден случај во рок од 1 секунда струјата во колото се променила од 50 на 40 А (односно за 10 А), а во друг случај од 50 на 20 А (т.е. 30 A ), тогаш во вториот случај ќе се индуцира тројно поголем емф на самоиндукција во колото.
Големината на самоиндуктивниот emf зависи од индуктивноста на самото коло. Кола со висока индуктивност се намотките на генераторите, електричните мотори, трансформаторите и индукционите калеми со челични јадра. Директните проводници имаат помала индуктивност. Кратките прави проводници, блескавите светилки и електричните уреди за греење (шпорети, шпорети) практично немаат индуктивност и речиси не се забележува појава на самоиндуктивен емф во нив.
Магнетниот флукс што продира во колото и го поттикнува самоиндукцијата емф во него е пропорционален на струјата што тече низ колото:
F = Л × Јас ,
Каде Л- коефициент на пропорционалност. Тоа се нарекува индуктивност. Дозволете ни да ја одредиме димензијата на индуктивноста:
Ом × сек инаку се нарекува Хенри (Hn).
1 Хенри = 10 3 ; милихенри (mH) = 106 микрохенри (µH).
Индуктивноста, освен Хенри, се мери во сантиметри:
1 Хенри = 10 9 см.
На пример, 1 km телеграфска линија има индуктивност од 0,002 H. Индуктивноста на намотките на големите електромагнети достигнува неколку стотици хенри.
Ако струјата на јамката се промени за Δ јас, тогаш магнетниот тек ќе се промени за вредноста Δ Ф:
Δ Ф = Л × Δ јас .
Големината на ЕМП на самоиндукција што се појавува во колото ќе биде еднаква на (формула на ЕМП на самоиндукција):
Ако струјата се промени подеднакво со текот на времето, изразот ќе биде константен и може да се замени со изразот. Потоа абсолутна вредностСамоиндукцијата EMF што произлегува во колото може да се најде на следниов начин:
Врз основа на последната формула, можеме да ја дефинираме единицата на индуктивност - Хенри:
Спроводникот има индуктивност од 1 H ако, со рамномерна промена на струјата за 1 A на 1 секунда, во него се индуцира самоиндуктивен emf од 1 V.
Како што видовме погоре, самоиндукцијата emf се јавува во коло со директна струја само во моментите на неговото вклучување, исклучување и секогаш кога се менува. Ако колото е непроменето, тогаш магнетниот флукс на проводникот е константен и не може да настане самоиндукцијата emf (бидејќи . Во моменти на промена на струјата во колото, самоиндукцијата emf се меша со промените во струјата, т.е. му дава еден вид отпор.
Често во пракса има случаи кога е потребно да се направи калем што нема индуктивност (дополнителен отпор на електрични мерни инструменти, отпорност на реостати на приклучокот и слично). Во овој случај, се користи бифилна калем намотка (Слика 7)
Како што е лесно да се види од цртежот, во соседните проводници струите течат во спротивни насоки. Оттука, магнетни полињамеѓусебно се уништуваат соседните спроводници. Вкупниот магнетен тек и индуктивноста на серпентина ќе бидат нула. За понатамошно разбирање на концептот на индуктивност, да дадеме пример од областа на механиката.
Како што е познато од физиката, според вториот закон на Њутн, забрзувањето кое телото го прима под влијание на сила е пропорционално на самата сила и обратно пропорционално на масата на телото:
Ајде да ја споредиме последната формула со формулата за самоиндуцирана emf, земајќи ја апсолутната вредност на emf:
Ако во овие формули промените во брзината со текот на времето се споредат со промените во струјата со текот на времето, механичка сила - електромоторна силасамоиндукција, тогаш масата на телото ќе одговара на индуктивноста на колото.
Со униформа директно движење а= 0, значи Ф= 0, односно, ако на телото не дејствуваат сили, неговото движење ќе биде праволиниско и униформно (првиот закон на Њутн).
Во DC кола, сегашната вредност не се менува и затоа e Л = 0.
