Конспект лекций по УД Физика (1 курс, СПО, технический профиль ). Конспект лекций для студентов 1 курса всех форм обучения Специальность 19. 02. 10 Технология продукции общественного питания
![]()
|
18.5. Взаимная индукция Р (поле, создающее этот поток, изображено на рисунке сплошными линиями). При изменениях тока I1 во втором контуре индуцируется ЭДС Ei2 Аналогично, при протекании во втором контуре тока силы I2 возникает связанный с первым контуром поток (поле, создающее этот поток, изображено пунктирными линиями). При изменениях тока I2 в контуре 1 индуцируется ЭДС Ei1 Контуры 1 и 2 называются связанными, а явление возникновения ЭДС в одном из контуров при изменениях силы тока в другом называется взаимной индукцией. Коэффициенты пропорциональности L12 и L21 называются взаимной индуктивностью (или коэффициентом взаимной индукции) контуров. Эти коэффициенты всегда равны друг другу: L12 = L21. Взаимная индуктивность L12 зависит от формы, размеров и взаимного расположения контуров, а также от магнитной проницаемости, окружающей контуры среды. Измеряется L12 в тех же единицах, что и индуктивность L. На явлении взаимной индукции основано действие трансформатора – устройства, предназначенного для преобразования напряжения и силы переменного тока. 18.6. Энергия магнитного поля Р I = Es /R где Es Таким образом Es =IR. Умножим обе части данного выражения наIt: EsIt =I2Rt. Правая часть равенства представляет собой количество теплоты, выделяемое в проводнике при протекании в нем тока. Левая часть данного равенства представляет собой элементарную работу, совершаемую током за время t, обусловленную индукционными явлениями. Полная работа, совершаемая в цепи за все время, в течение которого происходит исчезновение магнитного поля, равная сумме элементарных работ, есть: Данная работа идет на приращение внутренней энергии проводников, т. е. на их нагревание. Совершение этой работы сопровождается исчезновением магнитного поля, которое первоначально существовало в окружающем соленоид пространстве. Поскольку никаких других изменений в окружающих электрическую цепь телах не происходит, остается заключить, что магнитное поле является носителем энергии, за счет которой и совершается данная работа. Таким образом, мы приходим к выводу, что проводник с индуктивностью L, по которому течет ток I, обладает энергией которая локализована в возбуждаемом током магнитном поле. Выразим энергию магнитного поля через величины, характеризующие само поле. В случае бесконечного соленоида откуда Подставляя эти значения L и I в выражение для энергии и производя преобразования, получим Магнитное поле бесконечно длинного соленоида однородно и отлично от нуля только внутри соленоида. Следовательно, энергия заключена в пределах соленоида и распределена по его объему с постоянной плотностью w, которую можно получить, разделив W на V. Произведя это деление, получим Полученное выражение для плотности энергии магнитного поля имеет вид, аналогичный выражению для плотности энергии электрического поля, с тем лишь отличием, что электрические величины в нем заменены соответствующими магнитными. |