Электроника:Постоянный ток/Магнетизм и электромагнетизм/Взаимная индукция

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 656.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


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.

Рис. 1. Эталонный блок для взаимной индуктивности, который можно рассматривать как трансформатор.
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 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.

Рис. 2. Принципы работы трансформатора.
Рис. 2. Принципы работы трансформатора.

Такой принцип действия трансформатора аналогичен действию механических шестерён, ременных шкивов или передаточных чисел цепной передачи:

Рис. 3. Редуктор с понижающим крутящим моментом (сверху) и понижающий трансформатор (снизу).
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» трансформатором, а трансформатор, действующий наоборот, называется «понижающим».

Сила тока, идущего через каждую катушку, конечно, определяется из соответствующей в обратной пропорции.

Итог

См.также

Внешние ссылки