Upload
elton
View
93
Download
4
Embed Size (px)
DESCRIPTION
VLASTNÍ INDUKCE. Cívka v nestacionárním magnetickém poli. Dochází k jevu elektromagnetické indukce, cívkou protéká indukovaný proud. Zapneme-li elektrický obvod, v němž je cívka. I. -. +. V cívce začíná protékat elektrický proud (mění se, roste) - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
VLASTNÍ INDUKCE
Cívka v nestacionárním magnetickém poli
Dochází k jevu elektromagnetické indukce, cívkouprotéká indukovaný proud.
Zapneme-li elektrický obvod, v němž je cívka ...
+ -V cívce začíná protékat elektrický proud (mění se, roste)a mění se také magnetický indukční tok cívkou.
I
+ -Cívka se nachází ve vlastním nestacionárním magnetic-kém poli.
I
Při zapnutí a vypnutí elektrického obvodu, v němžje cívka ...
Při zapnutí a vypnutí elektrického obvodu, v němž jecívka, nastává jev elektromagnetické indukce.
+ -Vlastní indukce - cívka je ve svém vlastním nestacio-nárním magnetickém poli.
I
Souvislost mezi změnou proudu a změnou magnetickéhoindukčního toku při zapnutí a vypnutí obvodu.
+ -Změna magnetického indukčního toku cívkou jepřímo úměrná změně elektrického proudu I cívkou.
I
IkΦ
l
INB
0
cosBNS
NSl
IN 0
l
SNL
2
0
Důkaz =kI :
změna magnetické indukce cívky:
změna magnetického indukčního toku cívkou:
dosazením ...
L - indukčnost cívky
BNS
Il
SN
2
0
N - počet závitů cívkyS - obsah průřezu cívkyl - délka cívky0 - permeabilita prostředí jádra cívky
)( H henryL
l
SNL
2
0
L - indukčnost cívky(fyzikální veličina charakterizující vlastnosti cívky)
Joseph Henri Henry (1797 -1878), americký fyzikJoseph Henri Henry (1797 -1878), americký fyzik
t
ILU
Δ
Δi
Při zapnutí a vypnutí proudu v obvodě s cívkou sev cívce indukuje elektromotorické napětí Ui.
Ui - indukované napětí při vlastní indukci
tU
Δ
Δi
ILΔΔ Φ
Podle Faradayova zákona ...
Dosazením za ...
Lenzův zákon:Indukovaný proud svým magnetickým účinkem bránípříčině, která ho vyvolala.
Směr indukovaného proudu a polarita napětí při vlastní indukci
I
+ -
Při zapnutí obvodu má indukovaný proud opačný směrnež proud z připojeného zdroje napětí.
I
+ -
Ui
+-
Směr indukovaného proudu a polarita napětí při vlastní indukci
Při vypnutí obvodu má indukovaný proud stejný směrjako proud z připojeného zdroje napětí.
I
+ -
Ui
-+
Směr indukovaného proudu a polarita napětí při vlastní indukci
R
UU ie
RtI
LUI
e
v t = 0 s je I = 0 A, tedy Ui= - Ue
Při zapnutí má indukované napětí v cívce stejnou hod-notu jako napětí zdroje.
Velikost indukovaného napětí při zapnutí obvodu
Podle Ohmova zákona ...
Dosazením za Ui ...
R
UI
Při zapnutí proudu se Ž2 rozsvítí později.Při vypnutí proudu Ž2 zhasne později.
L
R
Ž2
Ž1
Experiment:V elektrickém obvodu jsou dvě větve – s rezistorem ažárovkou a cívkou s jádrem a žárovkou.
+ -
Časový průběh proudu v obvodu s rezistorem
st
mARI
50
0
100
150
200
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
Proud IR v obvodu s rezistorem vzroste a ustálí se hnedpo uzavření obvodu.
RMI
Zt Vt
st
mALI
50
0
100
150
200
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
Proud IL v obvodu s cívkou roste postupně a ustálí se poz-ději než proud IR (indukovaný proud brání vzniku proudu).
Časový průběh proudu při zapnutí obvodu s cívkou
t = (10-3 - 10) s
RMI
Zt
st
VLU
0,5
0
1,5
2,0
2,5
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
V okamžiku vypnutí má indukované napětí stejnou pola-ritu jako napětí zdroje. Výsledné napětí UV=Ue+Ui.
Časový průběh napětí při vypnutí obvodu s cívkou
Zt Vt
st
mALI
50
0
100
150
200
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
Proud IL v obvodu s cívkou klesá postupně a nulový je poz-ději než proud IR (indukovaný proud brání zániku proudu).
Časový průběh proudu při vypnutí obvodu s cívkou
RMI
Zt Vt
Experiment:V elektrickém obvodu je 1,5 V baterka, tlačítkový spínača cívka s uzavřeným jádrem.
+ -
V5,1e U
Při rozpojení obvodu pro napětí platí: UV=Ue+ Ui.
Velikost Ui závisí od indukčností cívky.
Proud v cívce se rovnoměrně zmenšil o 1,8 A za čas 0,2 s. Jaká byla indukčnost cívky, indukovalo-li se přitom na ní elektromotorické napětí 45 mV?
L = 5mH
Řešte úlohu:
Jaká byla rychlost časové změny proudu v cívce s indukčností 2,3 H, když na ní bylo jistou velmi krátkou dobu konstantní indukované elektromotorické napětí 250 V?
1A.s109
t
I
Řešte úlohu:
Při zapnutí elektrického proudu v obvodu s cívkoujejí indukčnost:
a) brání nárůstu proudu,
b) podporuje nárůst proudu,
c) neovlivňuje nárůst proudu.
Test
1
Test
2
Při vypnutí elektrického proudu v obvodu s cívkoujejí indukčnost:
a) brání nárůstu proudu,
b) podporuje nárůst proudu,
c) neovlivňuje nárůst proudu.
Indukčnost cívky závisí na:
a) počtu závitů,
b) délce cívky,
c) permeabilitě jádra,
d) obsahu průřezu závitu.
Test
3
Indukované napětí na cívce v okamžiku zapnutíelektrického obvodu má velikost:
a) Ui = 0 V,
b) Ui = Ue ,
c) Ui >> Ue.
Test
4
Test
5
Indukované napětí na cívce v okamžiku vypnutíelektrického obvodu má velikost:
a) Ui = 0 V,
b) Ui = Ue ,
c) Ui >> Ue.
Jednotkou indukčnosti cívky je:
a) [L] = weber,
b) [L] = henry,
c) [L] = volt,
d) [L] = kelvin.
Test
6