Электроника:Постоянный ток/Магнетизм и электромагнетизм/Взаимная индукция: различия между версиями
Myagkij (обсуждение | вклад) Нет описания правки |
Myagkij (обсуждение | вклад) Нет описания правки |
||
Строка 5: | Строка 5: | ||
=Взаимная индукция<ref>[https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-14/mutual-inductance/ www.allaboutcircuits.com - Mutual Inductance]</ref>= | =Взаимная индукция<ref>[https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-14/mutual-inductance/ www.allaboutcircuits.com - Mutual Inductance]</ref>= | ||
Если две катушки с проволокой находятся в непосредственной близости друг от друга, так что первая катушка оказывается в области магнитного поля второй, то в первой катушке будет генерироваться напряжение. Это называется взаимной индуктивностью (взаимной индукцией, взаимоиндукцией): когда напряжение, приложенное к одной катушке, индуцирует напряжение в другой. | Если две [[катушки]] с проволокой находятся в непосредственной близости друг от друга, так что первая [[катушка]] оказывается в области [[магнитного поля]] второй, то в первой [[катушке]] будет генерироваться [[напряжение]]. Это называется [[взаимной индуктивностью]] ([[взаимной индукцией]], [[взаимоиндукцией]]): когда [[напряжение]], приложенное к одной [[катушке]], индуцирует [[напряжение]] в другой. | ||
Устройство, специально разработанное для создания эффекта взаимной индуктивности между двумя (или более) | Устройство, специально разработанное для создания эффекта взаимной индуктивности между двумя (или более) [[катушка]]ми, называется [[трансформатор]]ом. | ||
[[File:Эталонный блок для взаимной индуктивности, который можно рассматривать как трансформатор_1_31032021_1842.jpg|frame|center|'''Рис. 1.''' Эталонный блок для взаимной индуктивности, который можно рассматривать как трансформатор.|alt=Рис. 1. Эталонный блок для взаимной индуктивности, который можно рассматривать как трансформатор.]] | [[File:Эталонный блок для взаимной индуктивности, который можно рассматривать как трансформатор_1_31032021_1842.jpg|frame|center|'''Рис. 1.''' Эталонный блок для взаимной индуктивности, который можно рассматривать как трансформатор.|alt=Рис. 1. Эталонный блок для взаимной индуктивности, который можно рассматривать как трансформатор.]] | ||
Устройство, показанное на фотографии выше, это в некотором роде трансформатор с двумя концентрическими | Устройство, показанное на фотографии выше, это в некотором роде [[трансформатор]] с двумя концентрическими [[катушка]]ми. На самом деле это прецизионный эталонный блок для [[взаимной индуктивности]], но, в принципе, на его примере можно ознакомиться с принципом работы [[трансформатор]]а. | ||
Обе катушки проводов различаются по цвету: бо́льшая часть трубки обёрнута проводом с зелёной изоляцией (первая катушка), а вторая катушка (провод с изоляцией бронзового цвета) расположена в середине трубки. Концы проводов спускаются к клеммам в основании устройства. Кстати, большинство трансформаторных блоков не имеют таких оголённых проводов как здесь. | Обе катушки проводов различаются по цвету: бо́льшая часть трубки обёрнута проводом с зелёной изоляцией (первая катушка), а вторая [[катушка]] (провод с изоляцией бронзового цвета) расположена в середине трубки. Концы проводов спускаются к клеммам в основании устройства. Кстати, большинство [[трансформаторных блоков]] не имеют таких оголённых проводов как здесь. | ||
Поскольку магнитно-индуцированное напряжение возникает только при изменении силы потока магнитного поля относительно проводника, взаимная индуктивность между двумя | Поскольку магнитно-индуцированное напряжение возникает только при изменении [[силы потока магнитного поля]] относительно проводника, [[взаимная индуктивность]] между двумя [[катушка]]ми возникает только при переменном (AC) напряжении, а не при постоянном (DC). | ||
Взаимной индуктивность в системах с постоянным током используется в тех случаях, когда есть возможность включения/выключения питания катушки (тем самым создавая пульсирующее напряжение постоянного тока), при этом индуцированное напряжение достигает пика при каждом импульсе. | [[Взаимной индуктивность]] в системах с постоянным током используется в тех случаях, когда есть возможность включения/выключения питания катушки (тем самым создавая пульсирующее напряжение постоянного тока), при этом [[индуцированное напряжение]] достигает пика при каждом импульсе. | ||
{{ads2}} | {{ads2}} | ||
Очень полезное свойство | Очень полезное свойство [[трансформатор]]ов – это способность преобразовывать уровни напряжения и тока в соответствии с соотношением входных и выходных витков [[катушки]]. Если на [[катушку]] [[трансформатор]]а подаётся напряжение переменного тока, величина переменного напряжения, индуцированного в [[катушке]], которая не подключена к [[источнику питания]], будет равна входному напряжению, умноженному на отношение выходных и входных витков проводов в катушках. И наоборот, ток, проходящий в обмотке выходной [[катушки]] (по сравнению с входной катушкой) будет иметь противоположное соотношение: если напряжение увеличивается от входной [[катушки]] к выходной, ток будет уменьшаться в той же пропорции. | ||
[[File:Принципы работы трансформатора_2_31032021_1843.png|frame|center|'''Рис. 2.''' Принципы работы трансформатора.|alt=Рис. 2. Принципы работы трансформатора.]] | [[File:Принципы работы трансформатора_2_31032021_1843.png|frame|center|'''Рис. 2.''' Принципы работы трансформатора.|alt=Рис. 2. Принципы работы трансформатора.]] | ||
Такой принцип действия | Такой принцип действия [[трансформатор]]а аналогичен действию механических шестерён, ременных шкивов или передаточных чисел цепной передачи: | ||
[[File:Редуктор с понижающим крутящим моментом (сверху) и понижающий трансформатор (снизу)_3_31032021_1843.jpg|frame|center|'''Рис. 3.''' Редуктор с понижающим крутящим моментом (сверху) и понижающий трансформатор (снизу).|alt=Рис. 3. Редуктор с понижающим крутящим моментом (сверху) и понижающий трансформатор (снизу).]] | [[File:Редуктор с понижающим крутящим моментом (сверху) и понижающий трансформатор (снизу)_3_31032021_1843.jpg|frame|center|'''Рис. 3.''' Редуктор с понижающим крутящим моментом (сверху) и понижающий трансформатор (снизу).|alt=Рис. 3. Редуктор с понижающим крутящим моментом (сверху) и понижающий трансформатор (снизу).]] | ||
Трансформатор, предназначенный для вывода большего напряжения, чем он получает через его входную катушку, называется «повышающим» | [[Трансформатор]], предназначенный для вывода большего напряжения, чем он получает через его входную катушку, называется «повышающим» [[трансформатор]]ом, а [[трансформатор]], действующий наоборот, называется «понижающим». | ||
Сила тока, идущего через каждую катушку, конечно, определяется из соответствующей в обратной пропорции. | Сила тока, идущего через каждую [[катушку]], конечно, определяется из соответствующей в обратной пропорции. | ||
==Итог== | ==Итог== | ||
* Взаимная индуктивность – это когда магнитное поле, создаваемое катушкой с проволокой, индуцирует напряжение в соседней катушке с проволокой. | * [[Взаимная индуктивность]] – это когда [[магнитное поле]], создаваемое катушкой с проволокой, индуцирует напряжение в соседней катушке с проволокой. | ||
* Трансформатор представляет собой устройство, изготовленное из двух или более катушек в непосредственной близости друг от друга, с явной целью создания условий взаимной индуктивности между | * [[Трансформатор]] представляет собой устройство, изготовленное из двух или более [[катушек]] в непосредственной близости друг от друга, с явной целью создания условий [[взаимной индуктивности]] между [[катушка]]ми. | ||
* | * [[Трансформатор]]ы работают только при переменном (а не постоянном) напряжении. Таким образом, их можно классифицировать как устройства переменного (а не постоянного) тока. | ||
=См.также= | =См.также= |
Версия от 16:39, 22 мая 2022
Взаимная индукция[1]
Если две катушки с проволокой находятся в непосредственной близости друг от друга, так что первая катушка оказывается в области магнитного поля второй, то в первой катушке будет генерироваться напряжение. Это называется взаимной индуктивностью (взаимной индукцией, взаимоиндукцией): когда напряжение, приложенное к одной катушке, индуцирует напряжение в другой.
Устройство, специально разработанное для создания эффекта взаимной индуктивности между двумя (или более) катушками, называется трансформатором.
Устройство, показанное на фотографии выше, это в некотором роде трансформатор с двумя концентрическими катушками. На самом деле это прецизионный эталонный блок для взаимной индуктивности, но, в принципе, на его примере можно ознакомиться с принципом работы трансформатора.
Обе катушки проводов различаются по цвету: бо́льшая часть трубки обёрнута проводом с зелёной изоляцией (первая катушка), а вторая катушка (провод с изоляцией бронзового цвета) расположена в середине трубки. Концы проводов спускаются к клеммам в основании устройства. Кстати, большинство трансформаторных блоков не имеют таких оголённых проводов как здесь.
Поскольку магнитно-индуцированное напряжение возникает только при изменении силы потока магнитного поля относительно проводника, взаимная индуктивность между двумя катушками возникает только при переменном (AC) напряжении, а не при постоянном (DC).
Взаимной индуктивность в системах с постоянным током используется в тех случаях, когда есть возможность включения/выключения питания катушки (тем самым создавая пульсирующее напряжение постоянного тока), при этом индуцированное напряжение достигает пика при каждом импульсе.
Очень полезное свойство трансформаторов – это способность преобразовывать уровни напряжения и тока в соответствии с соотношением входных и выходных витков катушки. Если на катушку трансформатора подаётся напряжение переменного тока, величина переменного напряжения, индуцированного в катушке, которая не подключена к источнику питания, будет равна входному напряжению, умноженному на отношение выходных и входных витков проводов в катушках. И наоборот, ток, проходящий в обмотке выходной катушки (по сравнению с входной катушкой) будет иметь противоположное соотношение: если напряжение увеличивается от входной катушки к выходной, ток будет уменьшаться в той же пропорции.
Такой принцип действия трансформатора аналогичен действию механических шестерён, ременных шкивов или передаточных чисел цепной передачи:
Трансформатор, предназначенный для вывода большего напряжения, чем он получает через его входную катушку, называется «повышающим» трансформатором, а трансформатор, действующий наоборот, называется «понижающим».
Сила тока, идущего через каждую катушку, конечно, определяется из соответствующей в обратной пропорции.
Итог
- Взаимная индуктивность – это когда магнитное поле, создаваемое катушкой с проволокой, индуцирует напряжение в соседней катушке с проволокой.
- Трансформатор представляет собой устройство, изготовленное из двух или более катушек в непосредственной близости друг от друга, с явной целью создания условий взаимной индуктивности между катушками.
- Трансформаторы работают только при переменном (а не постоянном) напряжении. Таким образом, их можно классифицировать как устройства переменного (а не постоянного) тока.
См.также
Внешние ссылки