К источнику переменного тока подключена катушка индуктивности. Активное сопротивление, возникающее в соединительных проводах и в обмотке катушки, пренебрежимо мало. Поэтому считаем его равным нулю и не будем учитывать.
Разберемся, как будут взаимосвязаны напряжение на концах катушки с ЭДС самоиндукции возникающей в ней. Через катушку будет проходить переменный ток, который будет порождать переменной магнитное поле. Переменное магнитное поле породит вихревое электрическое поле.
Напряженность вихревого электрического поля в каждой точке будет равняться по модулю напряженности кулоновского поля, которое будет создаваться зарядами, расположенными на зажимах источника и в проводах электрической цепи. А вот направления этих напряженностей в каждой точке будут противоположны. То есть эти две напряженности будут компенсировать друг друга.
И напряженность общего поля, или суперпозиция полей, будет равняться нулю. Следовательно, в любой момент времени напряжение внутри проводника равняется нулю. Следовательно, равняется нулю и сопротивление катушки.
Следовательно, ЭДС самоиндукции ei будет равна по модулю и противоположна по знаку удельной работе кулоновского поля. Сила тока будет изменяться по гармоническому закону:
I = Im*sin(ω*t).
ЭДС самоиндукции будет равна:
Ei = -L*i’ = -L*ω*im*cos(ω*t).
Следовательно, напряжение будет равно:
U = L*ω*Im*cos(ω*t) = L*ω*Im*sin(ω*t+pi/2).
Отсюда значение действующего напряжения будет равняться Um = L*ω*Im. В итоге формула приобретет следующий вид:
U = Um*sin(ω*t+pi/2).
Колебания силы тока отстают от колебания напряжения на pi/2
Амплитуда силы тока будет равняться:
Im = Um/(ω*L).
Введем обозначение XL = ω*L. Эта величина называется индуктивное сопротивление.
Индуктивное сопротивление равняется произведению циклической частоты на индуктивность катушки. Для постоянного тока катушка вообще не будет являться сопротивлением, он не замечает её. А вот при переменном токе катушка будет источником сопротивления.
Индуктивное сопротивление будет зависеть от частоты переменного тока. Если в цепи переменного тока с регулируемой частотой, последовательно подключить индуктивность и лампочку.
Увеличивая значение частоты переменного тока, можно видеть, что лампочка будет гореть тусклее. Такой же эффект будет наблюдаться при увеличении индуктивности катушки.
Разница между энергией электрического поля и энергией магнитного поля примерно такая же, как между энергией,…
Когда-то легендарный пастух Магнес, нашел природный магнитный камень, притягивающий железо. В последствии этот камень назвали магнетит или магнитный…
В электрических цепях применяются различные способы соединения конденсаторов. Соединение конденсаторов может производиться: последовательно, параллельно и последовательно-параллельно (последнее иногда называют смешанное соединение конденсаторов). Существующие…
Обозначение конденсаторов на схемах определено ЕСКД ГОСТ 2.728-74. Обозначения условные графические в схемах. Резисторы, конденсаторы. Итак,…
Узнав, что же такое конденсатор, рассмотрим, какие бывают виды конденсаторов. Итак, виды конденсаторов можно классифицировать по…
Вся энергия заряженного конденсатора сосредотачивается в электрическом поле между его пластинами. Энергию, накопленную в конденсаторе, можно определить…