Котушка індуктивності в ланцюзі змінного струму

Індуктивність в ланцюзі змінного струму буде впливати на силу змінного струму. Перевіримо це на наступному досвіді.

Візьмемо два джерела живлення. Один з них нехай буде джерелом постійної напруги, а другий – змінного. Причому підберемо джерела так, щоб постійне значення напруги дорівнювало чинному значенням змінної напруги. Підключимо до них за допомогою перемикача ланцюг, що складається з лампочки і котушки індуктивності.

Причому лампочка і котушка підключені послідовно. Перемикач включимо так, щоб при одному положенні ланцюг харчувалася від джерела постійного струму, а при іншому – від джерела змінного струму.

При включенні живлення від джерела постійного струму лампочка загориться дуже яскраво. Якщо підключити ланцюг до джерела струму з змінним напругою, то лампочка буде горіти, але помітно слабкіше. Можемо зробити висновок, що діюче значення сили струму при змінному струмі менше, ніж сила струму при постійному джерелі.

Індуктивність котушки
Це можна пояснити за допомогою явища самоіндукції. ЕРС самоіндукції котушки буде досить великим, та перешкоджатиме наростанню сили струму, тому своє максимальне значення сила струму досягне тільки через деякий час. Якщо напруга буде швидко змінюватися, то сила струму не встигатиме досягти свого максимального значення.

Можна зробити висновок, що індуктивність котушки буде обмежувати максимальне значення сили струму. Чим більше індуктивність котушки і частота зміни напруги, тим менше буде максимальне значення сили струму.

Розглянемо ланцюг, в якій є тільки котушка індуктивності. При цьому значення опору котушки і з’єднувальних проводів нехтує мало.

З’ясуємо, як будуть пов’язані напруга на котушці з ЕРС самоіндукції в ній. При опорі котушки рівному нулю, напруженість електричного поля всередині провідника теж буде дорівнює нулю. Рівність нулю напруженості можливо.

Напруженості електричного поля створюваного зарядами Eк буде відповідати така ж за модулем і протилежно спрямована напруженість вихрового електричного поля, яке з’явиться внаслідок зміни магнітного поля.

Отже, ЕРС самоіндукції ei буде дорівнює по модулю і протилежна за знаком питомої роботі кулонівського поля.

Отже:

Ei = – u.

Сила струму буде змінюватися по гармонійному закону:

I = Im*sin (?*t).

ЕРС самоіндукції буде дорівнює:

Ei = – L*i ‘= – L*?*im*cos (?*t).

Отже, напруга буде дорівнює:

U = L*?*Im*cos (?*t) = L*?*Im*sin (?*t + pi/2).

Звідси значення діючої напруги буде дорівнювати Um = L*?*Im. Бачимо, що між коливаннями струму і напруги вийшла різниця фаз дорівнює pi/2.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)

Котушка індуктивності в ланцюзі змінного струму