Презентация по физике на тему _Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля

САМОИНДУКЦИЯ. ИНДУКТИВНОСТЬ.

САМОИНДУКЦИЯ

• Каждый проводник, по которому протекает эл.ток, находится в собственном магнитном поле.

• При изменении силы тока в проводнике меняется м.поле, т.е. изменяется магнитный поток, создаваемый этим током. Изменение магнитного потока ведет в возникновению вихревого эл.поля и в цепи появляется ЭДС индукции.

• Если ток в контуре изменяется, то изменяется магнитное поле этого тока и собственный магнитный поток, пронизывающий контур.
• В контуре возникает ЭДС индукции, которая согласно правилу Ленца препятствует изменению тока в контуре.

Проявление явления самоиндукции

Замыкание цепи

Размыкание цепи

При замыкании в эл.цепи нарастает ток, что вызывает в катушке увеличение магнитного потока, возникает вихревое эл.поле, направленное против тока, т.е. в катушке возникает ЭДС самоиндукции, препятствующая нарастанию тока в цепи ( вихревое поле тормозит электроны).

В результате Л1 загорается позже, чем Л2.

При размыкании эл.цепи ток убывает, возникает уменьшение м.потока в катушке, возникает вихревое эл.поле, направленное как ток ( стремящееся сохранить прежнюю силу тока) , т.е. в катушке возникает ЭДС самоиндукции, поддерживающая ток в цепи.

В результате Л при выключении ярко вспыхивает.

• Какая лампа загорится позже ?

• Самоиндукция - явление возникновения ЭДС индукции в эл.цепи в результате изменения силы тока.

• Возникающая при этом ЭДС называется ЭДС самоиндукции

• Вывод

• в электротехнике явление самоиндукции проявляется при замыкании цепи (эл.ток нарастает постепенно) и при размыкании цепи (эл.ток пропадает не сразу).

ИНДУКТИВНОСТЬ

• Собственный магнитный поток Φ , пронизывающий контур или катушку с током, пропорционален силе тока I .

• Коэффициент пропорциональности L в этой формуле называется коэффициентом самоиндукции или индуктивностью катушки.

ИНДУКТИВНОСТЬ

• Единица индуктивности в СИ называется генри (Гн).
• Индуктивность контура или катушки равна 1 Гн, если при силе постоянного тока 1 А собственный поток равен 1 Вб .

1 Гн = 1 Вб / 1 А

ИНДУКТИВНОСТЬ

• От чего зависит ЭДС самоиндукции?

• Эл.ток создает собственное магнитное поле . Магнитный поток через контур пропорционален индукции магнитного поля (Ф ~ B), индукция пропорциональна силе тока в проводнике

(B ~ I), следовательно магнитный поток пропорционален силе тока (Ф ~ I).

• ЭДС самоиндукции зависит от скорости изменения силы тока в эл.цепи, от свойств проводника (размеров и формы) и от относительной магнитной проницаемости среды, в которой находится проводник.
• Физическая величина, показывающая зависимость ЭДС самоиндукции от размеров и формы проводника и от среды, в которой находится проводник, называется коэффициентом самоиндукции или индуктивностью.

Индуктивность катушки зависит от:

• числа витков, размеров и формы катушки и от относительной магнитной проницаемости среды

• Индуктивность - физ. величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1Ампер за 1 секунду.

САМОИНДУКЦИЯ

• ЭДС самоиндукции, возникающая в катушке с постоянным значением индуктивности, равна

• ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна индуктивности катушки и скорости изменения силы тока в ней.

ЭДС САМОИНДУКЦИИ

ЭДС самоиндукции препятствует нарастанию силы тока при включении цепи и убыванию силы тока при размыкании цепи.

САМОИНДУКЦИЯ

• При размыкании цепи, содержащей индуктивность ЭДС самоиндукции поддерживает ЭДС источника и значительно превосходит её.

САМОИНДУКЦИЯ

• Это явление применяется для включения ламп дневного света.

Магнитная энергия.

• При размыкании ключа лампа ярко вспыхивает.

• Ток в цепи возникает под действием ЭДС самоиндукции.
• Источником энергии, выделяющейся при этом в электрической цепи, является магнитное поле катушки.

Магнитная энергия.

• Из закона сохранения энергии следует, что вся энергия, запасенная в катушке, выделится в виде джоулева тепла. Если обозначить через R полное сопротивление цепи, то за время Δt выделится количество теплоты

ΔQ = I 2 RΔt

Магнитная энергия.

L

ЭНЕРГИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ТОКА

• Вокруг проводника с током существует магнитное поле, которое обладает энергией.
• Откуда она берется? Источник тока, включенный в эл.цепь, обладает запасом энергии.
• В момент замыкания эл.цепи источник тока расходует часть своей энергии на преодоление действия возникающей ЭДС самоиндукции. Эта часть энергии, называемая собственной энергией тока, и идет на образование магнитного поля.

• Энергия магнитного поля равна собственной энергии тока.
• Собственная энергия тока численно равна работе, которую должен совершить источник тока для преодоления ЭДС самоиндукции, чтобы создать ток в цепи.

• Энергия магнитного поля, созданного током, прямо пропорциональна квадрату силы тока.
• Куда пропадает энергия магнитного поля после прекращения тока? - выделяется ( при размыкании цепи с достаточно большой силой тока возможно возникновение искры или дуги)