Самоіндукція і взаємоіндукція

ЕРС самоіндукції

Змінюється за величиною струм завжди робить змінюється магнітне поле, яке, в свою чергу, завжди индуктирует ЕРС.
При кожній зміні струму в котушці (або взагалі в провіднику) в ній самій индуктируется
ЕРС самоіндукції.

Коли ЕРС в котушці індукується за рахунок зміни свого магнітного потоку, величина цієї ЕРС залежить від швидкості зміни струму. Чим більше швидкість зміни струму, тим більше ЕРС самоіндукції.

Величина ЕРС самоіндукції також залежить від числа витків котушки, густоти їх намотування і розмірів котушки. Чим більше діаметр котушки, число її витків і густота намотування, тим більше ЕРС самоіндукції.
Ця залежність ЕРС самоіндукції від швидкості зміни струму в котушці, числа її витків і розмірів має величезне значення в
електротехніці.

Напрямок ЕРС самоіндукції визначається за законом Ленца. ЕРС самоіндукції має завжди такий напрямок, при якому вона перешкоджає зміні викликав її струму.

Інакше кажучи, спадання струму в котушці тягне за собою виникнення ЕРС самоіндукції, спрямованої у напрямку струму, т. Е. Що перешкоджає його зменшенням. І, навпаки, при зростанні струму в котушці з`являється ЕРС самоіндукції, спрямована проти струму, т. Е. Що перешкоджає його зростанню.

Не варто забувати, що якщо струм в котушці не змінюється, то ніякої ЕРС самоіндукції не виникає.
Явище самоіндукції особливо різко проявляється в ланцюзі, що містить в собі котушку із залізним сердечником, тому що
залізо значно збільшує магнітний потік котушки, а як слід, і величину ЕРС самоіндукції при його зміні.

індуктивність

Отже, нам зрозуміло, що величина ЕРС самоіндукції в котушці, не рахуючи швидкості зміни струму в ній, залежить

також

від розмірів котушки і числа її витків.

Отже, різні за своєю конструкцією котушки при одній і тій же швидкості зміни струму здатні індукувати всередині себе різні за величиною ЕРС самоіндукції.

Щоб розрізняти котушки між собою по їх можливості індукувати всередині себе ЕРС самоіндукції, введено поняття
індуктивності котушок, або коефіцієнта самоіндукції.

Індуктивність котушки є величина, яка характеризує властивість котушки индуктировать всередині себе ЕРС самоіндукції.

Індуктивність даної котушки є величина незмінна, яка не залежить як від сили проходить по ній струму, так і від швидкості його конфігурації.

Генрі - це індуктивність такої котушки (або провідника), в якій при зміні сили струму на 1 ампер в 1 секунду з`являється ЕРС самоіндукції в 1 вольт.

На практиці час від часу потрібна котушка (або обмотка), яка не володіє індуктивністю. В даному випадку провід намотують на котушку, попередньо склавши його вдвічі. Такий метод намотування іменується
біфілярного.

Отже, ми знаємо, що ЕРС індукції в котушці можна викликати і не переміщаючи в ній електромагніт, а змінюючи тільки струм в його обмотці.
Але що щоб викликати ЕРС індукції в одній котушці за рахунок конфігурації струму в інший,
зовсім не обов`язково вставляти одну з їх всередину іншої, а можна розташувати їх поруч

І в даному випадку при зміні струму в одній котушці виникає змінний магнітний потік буде пронизувати (перетинати) витки інший котушки і викличе в ній ЕРС.

Взаємоіндукція дає можливість пов`язувати між собою засобом магнітного поля різні електронні ланцюги. Такий зв`язок прийнято називати
індуктивної зв`язком.

Величина ЕРС взаємоіндукції залежить в першу чергу від того, з якою швидкістю змінюється струм в першій котушці. Чим швидше змінюється в ній струм, тим створюється велика ЕРС взаємоіндукції.

Крім того, величина ЕРС взаємоіндукції залежить від величини індуктивності обох котушок і від їх взаємного розташування, також від
магнітної проникності середовища.

Отже, різні за своєю індуктивності і обопільної розташуванню котушки і в різному середовищі здатні викликати одна в іншій різні за величиною ЕРС взаємоіндукції.

Щоб мати можливість розрізняти між собою різні пари котушок по їх можливості взаємно индуктировать ЕРС, введено поняття про
взаімоіндуктівності або коефіцієнті взаємоіндукції.

Позначається ся взаімоіндуктівность буквою М. Одиницею її виміру, так само як і індуктивності, служить Генрі.

Генрі - це така взаімоіндуктівность 2-ух котушок, при якій зміна струму в одній котушці на 1 ампер в 1 секунду викликає в інший котушці ЕРС взаємоіндукції, рівну 1 вольт.

На величину ЕРС взаємоіндукції впливає магнітна проникність середовища.
Чим більше магнітна проникність середовища, по якій замикається змінний магнітний потік, що зв`язує котушки, тим сильніше індуктивний зв`язок котушок і більше величина ЕРС взаємоіндукції.

На явищі взаємоіндукції заснована робота
такої важливої ​​електротехнічного пристрою, як трансформатор.

Принцип дії трансформатора

Принцип дії трансформатора заснований на явищі електричної індукції і полягає в наступному.
На металевий сердечник намотують дві обмотки, одну з їх з`єднують з джерелом змінного струму, а іншу - з споживачем струму (опором).

Обмотка, з`єднана з джерелом змінного струму, робить в осерді змінний магнітний потік, який в інший обмотці індукує ЕРС.

Обмотку, з`єднану з джерелом змінного струму, називають первинною, а обмотку, до якої приєднується споживач, - вторинної.
Але тому що змінний магнітний потік пронизує відразу обидві обмотки, то в кожній з них индуктируются змінні ЕРС.

Величина ЕРС кожного витка, як і ЕРС всієї обмотки, знаходиться в залежності від величини магнітного потоку, що пронизує виток, і швидкості його конфігурації.
Швидкість конфігурації магнітного потоку залежить тільки від частоти
змінного струму, незмінною для даного струму. Постійна для даного трансформатора також і величина магнітного потоку. Тому в даному трансформаторі ЕРС в кожній обмотці залежить тільки від кількості витків в ній.

Ставлення первинної напруги до вторинного дорівнює відношенню чисел витків первинної і вторинної обмоток. Це відношення називається коефіцієнтом трансформації (К).

Якщо до однієї з обмоток трансформатора подана напруга мережі, то з іншого обмотки буде знята напруга, більше чи менше напруги мережі в стільки разів, у скільки разів більше або менше кількість витків вторинної обмотки.

Якщо зі вторинної обмотки знімається напруга, більша, ніж подане до первинної обмотці, то такий трансформатор називається
що підвищує. Навпаки, якщо з вторинної обмотки знімається напруга, менше первинного, то такий трансформатор називається
знижувальним.
Кожен трансформатор може бути застосований як підвищувальний і як знижуючий.

Коефіцієнт трансформації зазвичай вказується в паспорті трансформатора як відношення вищого напруги до нижчого, т. Е. Він завжди більше одиниці.