Взаимная индуктивность

Явление индуктирования э. д. с. в одной цепи (катушке) при изменении тока в другой цепи (катушке) называется взаимной индукцией.

Ток I1, проходя по виткам первой катушки (рис. 1,а), вызывает магнитный поток, часть которого Ф12 пронизывает витки второй катушки ω2 образуя потокосцепление взаимной индукции Ψ12 = ω2Ф12.

Магнитный поток Ф12, а следовательно, и потокосцепление пропорциональны току I1, т. е.:

Отношение потокосцепления одной катушки к току другой катушки, возбуждающему это потокосцепление, называется взаимной индуктивностью двух катушек (цепей).

Из сопоставления  и  следует, что единица измерения взаимной индуктивности та же, что и самоиндукции, т. е. генри (Г).

Ток проходя по виткам второй катушки (рис. 1 б), вызывает, магнитный поток Ф21 пронизывающий витки первой катушки ω1 образуя потокосцепление взаимной индукции Ψ21 = ω1Ф21.

Аналогично рассмотренному выше случаю выражения потокосцепления и взаимной индуктивности имеют вид:

причем можно доказать, что всегда для двух контуров

т. е. индексы при М не нужны.

Взаимная индуктивность зависит от числа витков катушек, от их размеров и формы, от взаимного расположения и от магнитной проницаемости среды.

При изменении тока в первой катушке изменяется потокосцепление взаимно», индукции и согласно закону электромагнитной индукция во второй катушке индуктируется э. д. с. взаимной индукции:

При изменении тока во второй катушке также изменяется потокосцепление взаимной индукции и в первой катушке индуктируется э. д. с. взаимной индукции

Таким образом, величина э. д. с. взаимной индукции пропорциональна взаимной индуктивности катушек скорости изменения тока.

Взаимная индуктивность двух катушек связана с индуктивностями катушек L1, и L2 следующим выражением:

где k — коэффициент связи двух катушек, характеризующий степень индуктивной связи катушек.

Коэффициент связи зависит от взаимного расположения катушек. Чем ближе друг к другу расположены катушки, тем большее значение имеет коэффициент связи и, наоборот, при увеличении расстояния между катушками он уменьшается, стремясь к нулю.

Явление взаимной индукции находит полезное применение в различных аппаратах и машинах, например, для передачи энергии из одной электрической цепи в другую цепь либо для повышения или понижения напряжения при помощи трансформатора.

Иногда явление взаимной индукции может быть крайне нежелательным, например, если параллельно воздушной линии электропередачи расположена линия связи, то в последней может индуктироваться э. д. с. взаимной индукции, создающая помехи в работе линии связи.

Источник — Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники. (1972)

Добавить комментарий