Yang menentukan nilai ggl induksi diri. Berapakah ggl induksi diri?

Listrik, melewati sirkuit, menciptakan medan magnet di sekitarnya. Fluks magnet Φ melalui rangkaian konduktor ini (disebut fluks magnet sendiri) sebanding dengan modul induksi B Medan gaya di dalam rangkaian \(\left(\Phi \sim B \right)\), dan induksi medan magnet pada gilirannya sebanding dengan kuat arus dalam rangkaian \(\left(B\sim I \right)\).

Jadi, fluks magnet sendiri berbanding lurus dengan kuat arus pada rangkaian \(\left(\Phi \sim I \right)\). Hubungan ini dapat direpresentasikan secara matematis sebagai berikut:

\(\Phi = L \cdot I,\)

Di mana L- Koefisien proporsionalitas, yang disebut induktansi rangkaian.

• Induktansi lingkaran- skalar kuantitas fisik, secara numerik sama dengan rasio fluks magnet sendiri yang menembus rangkaian dengan kuat arus di dalamnya:

Satuan SI untuk induktansi adalah henry (H):

1 jam = 1 Wb/(1 A).

• Induktansi rangkaian adalah 1 Hn, jika diberi daya arus searah 1 Fluks magnet yang melalui rangkaian adalah 1 Wb.

Induktansi suatu rangkaian bergantung pada ukuran dan bentuk rangkaian, pada sifat magnetik lingkungan di mana rangkaian itu berada, tetapi tidak bergantung pada kuat arus dalam penghantar. Dengan demikian, induktansi solenoid dapat dihitung dengan menggunakan rumus

\(~L = \mu \cdot \mu_0 \cdot N^2 \cdot \dfrac(S)(l),\)

Dimana μ adalah permeabilitas magnet inti, μ 0 adalah konstanta magnet, N- jumlah putaran solenoid, S- daerah kumparan, aku- panjang solenoida.

Dengan bentuk dan dimensi rangkaian tetap yang tidak berubah, fluks magnet intrinsik yang melalui rangkaian ini hanya dapat berubah jika kuat arus di dalamnya berubah, yaitu.

\(\Delta \Phi =L \cdot \Delta I.\) (1)

Fenomena induksi diri

Jika arus searah melewati suatu rangkaian, maka terdapat medan magnet konstan di sekitar rangkaian, dan fluks magnet intrinsik yang melewati rangkaian tidak berubah seiring waktu.

Jika arus yang mengalir dalam rangkaian berubah seiring waktu, maka fluks magnetnya sendiri juga berubah, dan, menurut hukum induksi elektromagnetik, menciptakan EMF dalam rangkaian.

• Terjadinya ggl induksi pada suatu rangkaian yang disebabkan oleh perubahan kuat arus pada rangkaian tersebut disebut fenomena induksi diri. Induksi diri ditemukan oleh fisikawan Amerika J. Henry pada tahun 1832.

GGL yang muncul dalam hal ini adalah ggl induksi diri E si. GGL induksi diri menciptakan arus induksi diri dalam rangkaian SAYA ya.

Arah arus induksi diri ditentukan oleh aturan Lenz: arus induksi diri selalu diarahkan sedemikian rupa sehingga melawan perubahan arus utama. Jika arus utama bertambah, maka arus induksi sendiri berlawanan dengan arah arus utama; jika berkurang, maka arah arus utama dan arus induksi sendiri bertepatan.

Menggunakan hukum induksi elektromagnetik untuk rangkaian induktif L dan persamaan (1), kita memperoleh ekspresi ggl induksi diri:

\(E_(si) =-\dfrac(\Delta \Phi )(\Delta t)=-L\cdot \dfrac(\Delta I)(\Delta t).\)

• GGL induksi diri berbanding lurus dengan laju perubahan arus pada rangkaian, diambil dengan tanda berlawanan. Rumus ini hanya dapat digunakan dengan perubahan kekuatan arus yang seragam. Dengan meningkatnya arus (Δ SAYA> 0), EMF negatif (E si< 0), т.е. индукционный ток направлен в противоположную сторону тока источника. При уменьшении тока (ΔSAYA < 0), ЭДС положительная (E si >0), yaitu arus induksi diarahkan ke arah yang sama dengan arus sumber.

Dari rumus yang dihasilkan berikut ini

\(L=-E_(si) \cdot \dfrac(\Delta t)(\Delta I).\)

• Induktansi adalah besaran fisis yang secara numerik sama dengan ggl induktif diri yang terjadi pada rangkaian ketika arus berubah sebesar 1 A dalam 1 s.

Fenomena induksi diri dapat diamati pada eksperimen sederhana. Gambar 1 menunjukkan diagram sambungan paralel dua lampu identik. Salah satunya dihubungkan ke sumber melalui resistor R, dan yang lainnya seri dengan kumparan L. Saat kunci ditutup, lampu pertama langsung berkedip, dan lampu kedua dengan penundaan yang nyata. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa pada bagian rangkaian dengan lampu 1 tidak ada induktansi, sehingga tidak akan ada arus induksi sendiri, dan arus pada lampu ini hampir seketika mencapai nilai maksimumnya. Di area dengan lampu 2 ketika arus dalam rangkaian meningkat (dari nol ke maksimum), arus induksi sendiri muncul Isi, yang mencegah peningkatan cepat arus pada lampu. Gambar 2 menunjukkan perkiraan grafik perubahan arus pada lampu 2 ketika sirkuit ditutup.

Saat kunci dibuka, arus pada lampu 2 juga akan memudar perlahan (Gbr. 3, a). Jika induktansi kumparan cukup besar, maka segera setelah saklar dibuka bahkan mungkin terjadi sedikit peningkatan arus (lampu 2 menyala lebih kuat), dan baru kemudian arus mulai berkurang (Gbr. 3, b).

Fenomena induksi diri menimbulkan percikan api pada titik terbukanya rangkaian. Jika rangkaian berisi elektromagnet yang kuat, maka percikan api dapat berubah menjadi busur dan merusak sakelar. Untuk membuka sirkuit seperti itu, pembangkit listrik menggunakan sakelar khusus.

Energi medan magnet

Energi medan magnet dari rangkaian induktor L dengan kekuatan saat ini SAYA

\(~W_m = \dfrac(L \cdot I^2)(2).\)

Karena \(~\Phi = L \cdot I\), energi medan magnet arus (kumparan) dapat dihitung dengan mengetahui dua dari tiga nilai ( Φ, aku, aku):

\(~W_m = \dfrac(L \cdot I^2)(2) = \dfrac(\Phi \cdot I)(2)=\dfrac(\Phi^2)(2L).\)

Energi medan magnet yang terkandung dalam satuan volume ruang yang ditempati medan tersebut disebut kepadatan massal energi Medan gaya:

\(\omega_m = \dfrac(W_m)(V).\)

*Derivasi rumus

1 keluaran.

Mari kita sambungkan rangkaian penghantar dengan induktansi ke sumber arus L. Biarkan arus meningkat secara seragam dari nol ke nilai tertentu dalam periode waktu yang singkat Δt SAYA (Δ SAYA = SAYA). Emf induksi diri akan sama dengan

\(E_(si) =-L \cdot \dfrac(\Delta I)(\Delta t) = -L \cdot \dfrac(I)(\Delta t).\)

Selama periode waktu tertentu Δ T muatan ditransfer melalui rangkaian

\(\Delta q = \kiri\langle I \kanan \rangle \cdot \Delta t,\)

dimana \(\left \langle I \right \rangle = \dfrac(I)(2)\) adalah nilai rata-rata saat ini dari waktu ke waktu Δ T dengan peningkatan seragam dari nol menjadi SAYA.

Kekuatan arus pada rangkaian dengan induktansi L mencapai nilainya tidak secara instan, tetapi dalam jangka waktu tertentu yang terbatas Δ T. Dalam hal ini, ggl E si induktif sendiri muncul di sirkuit, mencegah peningkatan kekuatan arus. Akibatnya, ketika sumber arus ditutup, ia bekerja melawan ggl induktif diri, yaitu.

\(A = -E_(si) \cdot \Delta q.\)

Usaha yang dikeluarkan oleh sumber untuk menghasilkan arus dalam rangkaian (tidak termasuk kehilangan panas) menentukan energi medan magnet yang disimpan oleh rangkaian pembawa arus. Itu sebabnya

\(W_m = A = L \cdot \dfrac(I)(\Delta t) \cdot \dfrac(I)(2) \cdot \Delta t = \dfrac(L \cdot I^2)(2).\ )

2 keluaran.

Jika medan magnet ditimbulkan oleh arus yang mengalir dalam solenoid, maka induktansi dan modulus medan magnet kumparan adalah sama.

\(~L = \mu \cdot \mu_0 \cdot \dfrac (N^2)(l) \cdot S, \,\,\, ~B = \dfrac (\mu \cdot \mu_0 \cdot N \cdot saya)(l)\)

\(I = \dfrac (B \cdot l)(\mu \cdot \mu_0 \cdot N).\)

Mengganti ekspresi yang dihasilkan ke dalam rumus energi medan magnet, kita memperoleh

\(~W_m = \dfrac (1)(2) \cdot \mu \cdot \mu_0 \cdot \dfrac (N^2)(l) \cdot S \cdot \dfrac (B^2 \cdot l^2) ((\mu \cdot \mu_0)^2 \cdot N^2) = \dfrac (1)(2) \cdot \dfrac (B^2)(\mu \cdot \mu_0) \cdot S \cdot l. \)

Karena \(~S \cdot l = V\) adalah volume kumparan, rapat energi medan magnet sama dengan

\(\omega_m = \dfrac (B^2)(2\mu \cdot \mu_0),\)

Di mana DI DALAM- modul induksi medan magnet, μ - permeabilitas magnetik medium, μ 0 - konstanta magnetik.

literatur

1. Aksenovich L. A. Fisika di sekolah menengah atas: Teori. Tugas. Tes: Buku Ajar. tunjangan bagi lembaga penyelenggara pendidikan umum. lingkungan hidup, pendidikan / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K.S.Farino. - Mn.: Adukatsiya i vyhavanne, 2004. - P. 351-355, 432-434.
2. Zhilko V.V. Fisika: buku teks. tunjangan untuk kelas 11. pendidikan umum institusi dengan bahasa Rusia bahasa Studi 12 tahun (dasar dan tingkat yang tinggi) / V.V. Zhilko, L.G. Markovich. - Mn.: Nar. Asveta, 2008. - hlm.183-188.
3. Myakishev, G.Ya. Fisika: Elektrodinamika. kelas 10-11 : buku teks untuk studi mendalam tentang fisika / G.Ya. Myakishev, A.3. Sinyakov, V.A. Slobodskov. - M.: Bustard, 2005. - Hal.417-424.

Ketika saklar ditutup pada rangkaian seperti pada Gambar 1, akan timbul arus listrik yang arahnya ditunjukkan oleh anak panah tunggal. Dengan munculnya arus, timbul medan magnet, garis-garis induksi yang melintasi konduktor dan menginduksi gaya gerak listrik (EMF) di dalamnya. Sebagaimana tercantum dalam artikel “Fenomena induksi elektromagnetik”, EMF ini disebut EMF induksi diri. Karena setiap ggl induksi, menurut aturan Lenz, diarahkan terhadap penyebab yang menyebabkannya, dan penyebab ini akan menjadi ggl dari baterai elemen, maka ggl induksi diri dari kumparan akan diarahkan melawan ggl dari baterai. Arah EMF induksi diri pada Gambar 1 ditunjukkan dengan panah ganda.

Dengan demikian, arus dalam rangkaian tidak segera terbentuk. Hanya ketika fluks magnet terbentuk, perpotongan konduktor dengan garis magnet akan berhenti dan ggl induksi diri akan hilang. Maka arus konstan akan mengalir dalam rangkaian.

Gambar 2 menunjukkan representasi grafis arus searah. Sumbu horizontal melambangkan waktu sumbu vertikal- saat ini. Terlihat dari gambar tersebut, jika arus pada momen pertama adalah 6 A, maka pada momen waktu ketiga, ketujuh, dan seterusnya juga sama dengan 6 A.

Gambar 3 menunjukkan bagaimana arus terbentuk di sirkuit setelah dinyalakan. GGL induksi diri, yang diarahkan pada saat penyalaan melawan ggl baterai elemen, melemahkan arus dalam rangkaian, dan oleh karena itu pada saat penyalaan, arusnya nol. Kemudian, pada saat pertama, arusnya adalah 2 A, pada saat kedua - 4 A, pada saat ketiga - 5 A, dan hanya setelah beberapa waktu arus sebesar 6 A terbentuk di sirkuit.

Gambar 3. Grafik kenaikan arus pada rangkaian dengan memperhitungkan ggl induktif diri	Gambar 4. EMF induksi diri pada saat pembukaan rangkaian diarahkan searah dengan EMF sumber tegangan

Ketika rangkaian dibuka (Gambar 4), arus yang hilang, yang arahnya ditunjukkan oleh satu panah, akan mengurangi medan magnetnya. Medan ini, yang berkurang dari nilai tertentu menjadi nol, akan kembali melintasi konduktor dan menginduksi ggl induksi diri di dalamnya.

Saat mematikan rangkaian listrik dengan induktansi, ggl induktif sendiri akan diarahkan ke arah yang sama dengan ggl sumber tegangan. Arah EMF induksi diri ditunjukkan pada Gambar 4 dengan panah ganda. Akibat aksi ggl induksi sendiri, arus dalam rangkaian tidak serta merta hilang.

Jadi, ggl yang diinduksi oleh diri sendiri selalu diarahkan terhadap penyebab yang menyebabkannya. Memperhatikan sifat ini, mereka mengatakan bahwa EMF induksi diri bersifat reaktif.

Secara grafis, perubahan arus pada rangkaian kita, dengan memperhitungkan ggl induktif diri ketika ditutup dan kemudian dibuka pada momen kedelapan, ditunjukkan pada Gambar 5.

Gambar 5. Grafik naik turunnya arus pada rangkaian dengan memperhitungkan ggl induksi diri	Gambar 6. Arus induksi pada rangkaian dibuka

Saat membuka sirkuit yang mengandung sejumlah besar belokan dan inti baja besar atau, seperti yang mereka katakan, memiliki induktansi tinggi, ggl induktif sendiri bisa berkali-kali lebih besar daripada ggl sumber tegangan. Kemudian, pada saat dibuka, celah udara antara pisau dan penjepit tetap sakelar akan putus dan busur listrik yang dihasilkan akan melelehkan bagian tembaga sakelar, dan jika tidak ada selubung pada sakelar, maka dapat membakar tangan seseorang (Gambar 6).

Pada rangkaian itu sendiri, EMF induksi diri dapat menembus isolasi lilitan kumparan, elektromagnet, dan sebagainya. Untuk menghindari hal ini, beberapa perangkat switching memberikan perlindungan terhadap EMF induksi sendiri dalam bentuk kontak khusus yang menyebabkan hubungan pendek pada belitan elektromagnet ketika dimatikan.

Harus diingat bahwa EMF induksi diri memanifestasikan dirinya tidak hanya pada saat rangkaian dihidupkan dan dimatikan, tetapi juga selama perubahan arus.

Besarnya ggl induksi diri bergantung pada laju perubahan arus dalam rangkaian. Jadi, misalnya, jika untuk rangkaian yang sama dalam satu kasus dalam 1 detik arus dalam rangkaian berubah dari 50 menjadi 40 A (yaitu sebesar 10 A), dan dalam kasus lain dari 50 menjadi 20 A (yaitu sebesar 30 A ), maka dalam kasus kedua ggl induksi diri tiga kali lebih besar akan diinduksi dalam rangkaian.

Besarnya ggl induktif sendiri bergantung pada induktansi rangkaian itu sendiri. Rangkaian dengan induktansi tinggi adalah belitan generator, motor listrik, trafo dan kumparan induksi dengan inti baja. Konduktor lurus mempunyai induktansi yang lebih rendah. Konduktor lurus pendek, lampu pijar, dan alat pemanas listrik (kompor, kompor) praktis tidak memiliki induktansi dan munculnya ggl induktif sendiri di dalamnya hampir tidak diamati.

Fluks magnet yang menembus rangkaian dan menginduksi ggl induksi diri di dalamnya sebanding dengan arus yang mengalir melalui rangkaian:

F = L × SAYA ,

Di mana L- koefisien proporsionalitas. Ini disebut induktansi. Mari kita tentukan dimensi induktansi:

Ohm × detik disebut juga henry (Hn).

1 henry = 10 3 ; milihenry (mH) = 10 6 mikrohenry (µH).

Induktansi, kecuali Henry, diukur dalam sentimeter:

1 henry = 10 9 cm.

Misalnya, saluran telegraf sepanjang 1 km mempunyai induktansi sebesar 0,002 H. Induktansi belitan elektromagnet besar mencapai beberapa ratus henry.

Jika arus loop berubah sebesar Δ Saya, maka fluks magnet akan berubah sebesar nilai :

= L × Δ Saya .

Besarnya EMF induksi diri yang muncul pada rangkaian akan sama dengan (rumus EMF induksi diri):

Jika arus berubah secara seragam sepanjang waktu, ekspresi tersebut akan konstan dan dapat digantikan dengan ekspresi tersebut. Maka nilai absolut ggl induksi diri yang timbul pada rangkaian dapat dicari sebagai berikut:

Berdasarkan rumus terakhir, kita dapat mendefinisikan satuan induktansi - henry:

Sebuah konduktor mempunyai induktansi 1 H jika, dengan perubahan arus yang seragam sebesar 1 A per 1 detik, ggl induktif diri sebesar 1 V diinduksi di dalamnya.

Seperti yang kita lihat di atas, ggl induksi diri terjadi pada rangkaian arus searah hanya pada saat dihidupkan, dimatikan, dan setiap kali berubah. Jika besar arus dalam rangkaian tidak berubah, maka fluks magnet penghantar adalah konstan dan ggl induksi sendiri tidak dapat timbul (karena pada saat arus dalam rangkaian berubah, ggl induksi sendiri mengganggu perubahan arus, yaitu memberikan semacam perlawanan terhadapnya.

Fenomena ini disebut induksi diri. (Konsep tersebut terkait dengan konsep induksi timbal balik, seolah-olah merupakan kasus khusus).

Arah EMF induksi diri selalu sedemikian rupa sehingga ketika arus dalam rangkaian meningkat, EMF induksi diri mencegah peningkatan ini (berarah melawan arus), dan ketika arus berkurang, EMF menurun (berarah bersama). dengan arus). Sifat ggl induksi diri ini mirip dengan gaya inersia.

Besarnya EMF induksi diri sebanding dengan laju perubahan arus:

Faktor proporsionalitas disebut koefisien induksi diri atau induktansi sirkuit (kumparan).

Induksi diri dan arus sinusoidal

Dalam kasus ketergantungan sinusoidal dari arus yang mengalir melalui kumparan terhadap waktu, ggl induktif sendiri dalam kumparan tertinggal dari arus dalam fasa sebesar (yaitu, 90°), dan amplitudo ggl ini sebanding dengan amplitudo arus, frekuensi dan induktansi (). Laju perubahan suatu fungsi adalah turunan pertamanya, a.

Untuk menghitung rangkaian yang kurang lebih kompleks yang mengandung elemen induktif, yaitu belitan, kumparan, dll. perangkat di mana induksi diri diamati (terutama yang sepenuhnya linier, yaitu tidak mengandung elemen nonlinier), dalam kasus arus sinusoidal dan tegangan, metode impedansi kompleks digunakan atau, dalam kasus yang lebih sederhana, pilihan yang kurang kuat, tetapi lebih visual adalah metode diagram vektor.

Perhatikan bahwa semua yang dijelaskan tidak hanya berlaku secara langsung arus sinusoidal dan tegangan, tetapi juga praktis sewenang-wenang, karena tegangan hampir selalu dapat diperluas menjadi seri atau integral Fourier dan dengan demikian direduksi menjadi sinusoidal.

Dalam hubungan yang kurang lebih langsung dengan ini, kita dapat menyebutkan penggunaan fenomena induksi diri (dan, karenanya, induktor) dalam berbagai rangkaian osilasi, filter, saluran tunda dan berbagai rangkaian elektronik dan listrik lainnya.

Induktansi diri dan lonjakan arus

Akibat fenomena induksi diri pada suatu rangkaian listrik dengan sumber EMF, pada saat rangkaian ditutup, arus tidak timbul secara instan, melainkan setelah beberapa waktu. Proses serupa terjadi ketika rangkaian terbuka, dan (dengan pembukaan tajam) nilai EMF induksi diri pada saat ini dapat secara signifikan melebihi EMF sumber.

Paling sering dalam kehidupan sehari-hari ini digunakan pada koil pengapian mobil. Tegangan pengapian tipikal dengan tegangan baterai 12V adalah 7-25 kV. Namun, kelebihan EMF pada rangkaian keluaran dibandingkan EMF baterai di sini tidak hanya disebabkan oleh gangguan arus yang tajam, tetapi juga karena rasio transformasi, karena paling sering tidak digunakan. kumparan sederhana induktansi, dan kumparan adalah transformator, belitan sekunder yang biasanya berkali-kali jumlah besar belokan (yaitu, dalam banyak kasus, rangkaian ini agak lebih kompleks daripada rangkaian yang pengoperasiannya dapat dijelaskan sepenuhnya melalui induksi diri; namun, fisika pengoperasiannya dalam versi ini sebagian bertepatan dengan fisika pengoperasian rangkaian dengan kumparan sederhana).

Fenomena ini juga digunakan untuk penyalaan. lampu neon dalam rangkaian tradisional standar (di sini kita berbicara secara khusus tentang rangkaian dengan induktor sederhana - tersedak).

Selain itu, hal ini harus selalu diperhitungkan saat membuka kontak, jika arus mengalir melalui beban dengan induktansi yang nyata: lonjakan EMF yang diakibatkan dapat menyebabkan rusaknya celah antarkontak dan/atau efek yang tidak diinginkan lainnya, yang harus ditekan dalam hal ini. Dalam hal ini, sebagai suatu peraturan, perlu dilakukan berbagai tindakan khusus.

Catatan

Tautan

• Tentang induksi diri dan induksi timbal balik dari “Sekolah Teknisi Listrik”

Yayasan Wikimedia. 2010.

Lihat apa itu "Induksi diri" di kamus lain:

Induksi diri... Buku referensi kamus ejaan

Munculnya ggl induksi dalam rangkaian konduktif ketika kekuatan arus di dalamnya berubah; kasus khusus induksi elektromagnetik. Ketika arus dalam rangkaian berubah, fluks magnet berubah. induksi melalui permukaan yang dibatasi oleh kontur ini, menghasilkan ... Ensiklopedia fisik

Eksitasi gaya gerak listrik induksi (ggl) pada suatu rangkaian listrik ketika arus listrik pada rangkaian tersebut berubah; kasus spesial induksi elektromagnetik. Gaya gerak listrik induksi diri berbanding lurus dengan laju perubahan arus;... ... Kamus Ensiklopedis Besar

INDUKSI DIRI, induksi diri, perempuan. (fisik). 1. unit saja Fenomena ketika arus berubah dalam suatu konduktor, gaya gerak listrik muncul di dalamnya, mencegah perubahan ini. Kumparan induksi diri. 2. Perangkat dengan... ... Kamus Ushakova

- (Induksi diri) 1. Alat dengan reaktansi induktif. 2. Fenomena ketika arus listrik berubah besar dan arahnya dalam suatu penghantar, timbul gaya gerak listrik di dalamnya, sehingga mencegah... ... Kamus Kelautan

Induksi gaya gerak listrik pada kabel, serta pada belitan listrik. mesin, trafo, peralatan dan instrumen ketika besaran atau arah listrik yang mengalir melaluinya berubah. saat ini Arus yang mengalir melalui kabel dan belitan menciptakan di sekelilingnya... ... Kamus perkeretaapian teknis

Induksi diri- induksi elektromagnetik yang disebabkan oleh perubahan fluks magnet yang saling bertautan dengan rangkaian, yang disebabkan oleh arus listrik pada rangkaian ini... Sumber : TEKNIK LISTRIK. ISTILAH DAN DEFINISI KONSEP DASAR. Gost R 52002 2003 (disetujui... ... Terminologi resmi

Kata benda, jumlah sinonim: 1 eksitasi gaya gerak listrik (1) Kamus sinonim ASIS. V.N. Trishin. 2013… Kamus sinonim

induksi diri- Induksi elektromagnetik yang disebabkan oleh perubahan fluks magnet yang saling bertautan dengan rangkaian, yang disebabkan oleh arus listrik pada rangkaian tersebut. [GOST R 52002 2003] EN induksi sendiri induksi elektromagnetik dalam tabung arus karena variasi… … Panduan Penerjemah Teknis

INDUKSI DIRI- kasus khusus induksi elektromagnetik (lihat (2)), yang terdiri dari terjadinya ggl induksi (induksi) dalam suatu rangkaian dan disebabkan oleh perubahan waktu medan magnet yang ditimbulkan oleh perubahan arus yang mengalir dalam rangkaian yang sama. .. ... Ensiklopedia Politeknik Besar

Buku

• Seperangkat tabel. Fisika. Elektrodinamika (10 tabel), . Album pendidikan 10 lembar. Arus listrik, kekuatan arus. Perlawanan. Hukum Ohm untuk suatu bagian rangkaian. Ketergantungan resistansi konduktor pada suhu. Koneksi kabel. EMF. Hukum Ohm…

9.4. Fenomena induksi elektromagnetik

9.4.3. Nilai rata-rata induksi diri gaya gerak listrik

Ketika aliran yang terhubung dengan kontur konduksi tertutup berubah melalui area yang dibatasi oleh kontur ini, maka pusaran muncul di dalamnya Medan listrik dan arus induksi mengalir - fenomena induksi diri elektromagnetik.

Modul ggl induksi diri rata-rata untuk jangka waktu tertentu dihitung dengan menggunakan rumus

〈 | ℰ aku | 〉 = | Δ s | Δt,

dimana ΔФ s adalah perubahan fluks magnet yang digabungkan ke rangkaian selama waktu Δt.

Jika kuat arus pada rangkaian berubah seiring waktu I = I (t), maka

∆Ф s = L ∆I,

di mana L adalah induktansi rangkaian; ΔI - perubahan kekuatan arus di sirkuit seiring waktu Δt;

〈 | ℰ aku | 〉 = L | Δsaya | Δt,

dimana ΔI /Δt adalah laju perubahan arus pada rangkaian.

Jika induktansi lingkaran berubah seiring waktu L = L (t), maka

• perubahan aliran yang digabungkan dengan kontur ditentukan oleh rumus

∆Ф s = ∆LI,

di mana ΔL adalah perubahan induktansi rangkaian terhadap waktu Δt; I - kekuatan arus di sirkuit;

• modul ggl induksi diri rata-rata untuk jangka waktu tertentu dihitung dengan rumus

〈 | ℰ aku | 〉 = saya | Δ L | Δt.

Contoh 16. Dalam suatu rangkaian penghantar tertutup dengan induktansi 20 mH, mengalir arus sebesar 1,4 A. Tentukan nilai rata-rata ggl induksi diri yang terjadi pada rangkaian ketika arus di dalamnya dikurangi secara seragam sebesar 20% pada tahun 80 MS.

Solusi. Munculnya ggl induksi sendiri pada suatu rangkaian disebabkan oleh perubahan fluks yang digabungkan pada rangkaian ketika kuat arus di dalamnya berubah.

Aliran yang terkait dengan rangkaian ditentukan oleh rumus:

• pada kekuatan saat ini I 1

s 1 = LI 1,

dimana L adalah induktansi rangkaian, L = 20 mH; I 1 - arus awal pada rangkaian, I 1 = 1,4 A;

• pada kekuatan saat ini I 2

s 2 = LI 2,

dimana I 2 adalah kuat arus akhir pada rangkaian.

Perubahan aliran yang digabungkan ke rangkaian ditentukan oleh perbedaan:

Δ Ф s = Ф s 2 − Ф s 1 = L Saya 2 − L Saya 1 = L (Saya 2 − Saya 1) ,

dimana saya 2 = 0,8saya 1.

Nilai rata-rata ggl induksi diri yang terjadi pada rangkaian ketika kuat arus di dalamnya berubah:

〈 ℰ s saya 〉 = | Δ Ф s Δ t | = | L (Saya 2 − Saya 1) Δ t | = | − 0,2 L Saya 1 Δ t | = 0,2 L I 1 Δ t,

dimana ∆t adalah interval waktu penurunan arus, ∆t = 80 ms.

Perhitungannya memberikan nilai:

〈 ℰ s i 〉 = 0,2 ⋅ 20 ⋅ 10 − 3 ⋅ 1,4 80 ⋅ 10 − 3 = 70 ⋅ 10 − 3 s = 70 mV.

Ketika arus dalam rangkaian berubah, ggl induktif sendiri muncul di dalamnya, nilai rata-ratanya adalah 70 mV.