Curenți în deschiderea și închiderea circuitului
Atunci când orice schimbare în intensitatea curentului din circuitul conductor are loc emf auto-inductanță, rezultând în circuit există curenți extracurrents suplimentari numite auto-inducție. Extracurrents inductanță, în conformitate cu regula lui Lenz, este întotdeauna direcționată astfel încât să se prevină o variație a curentului în circuit, adică oppositely regia curent produs de sursă. La oprirea extracurrents sursa de curent au aceeași direcție ca și curent de slăbire. Prin urmare, prezența inductanță în circuitul duce la dispariția lentă sau stabili curent în circuit.
Luați în considerare în procesul de decuplare a curentului într-un circuit care conține o sursă de curent cu emf Ei. rezistență R și inductivității L. FME extern un circuit de curent constant curge Io = E / R (rezistența internă a sursei de alimentare este neglijată).
La momentul t = 0 va dezactiva sursa de curent. Curentul prin inductor începe să scadă, ceea ce va duce la apariția unei forțe de auto-inducție electromotoare Es = -L (dI / dt), previne, în conformitate cu regula lui Lenz, o scădere a curentului. La fiecare punct de timp curentul în circuit este determinată de legea lui Ohm I = Es / R. sau
unde # 964; = L / R - constanta numit un timp de relaxare egală cu intervalul de timp în care curentul este redus cu un factor e.
Astfel, în timpul opririi sursei emf Scăderi curente exponențial (18.2) și este determinată de curba 1 din Fig. (19). Cea mai mare inductanță circuit și rezistența mai mică, cu atât mai mult # 964; și, prin urmare, mai lent redus de curent în circuit atunci când se deschide.
În plus față de circuitul extern circuit E emf emf inductanță apare Es = -L (dI / dt), care împiedică, în conformitate cu regula lui Lenz, curent ascendent. Potrivit lui Ohm IR lege = E + Es sau
IR = E -L (dI / dt). Prin introducerea unei noi variabile u = IR - E, este convertit Fig.19. este ecuația formei du / u = - dt / # 964;. unde # 964; - timpul de relaxare.
La momentul închiderii (t = 0), intensitatea curentului I = 0 și u = -R. În consecință, integrând peste u (de la IR la -R -R) și t (de la 0 la t), descoperim ln [(IR -e), / (- E)] = -t / # 964;. sau
unde Io = E / R - constanta de curent (la t → ¥).
Astfel, atunci când încorporează sursa emf creșterea curentului din circuitul dat de funcția (18.3) și este determinată de curba 2 din figura 19. Concentrația actuală crește din valoarea inițială a I = 0 și se apropie asimptotic de valoarea la starea de echilibru Io = E / R. Rata de creștere a curentului este determinată de timpul de relaxare # 964; = L / R. și că scăderea curentului. Stabilirea actuală este mai rapid, mai mic și mai mult de circuit inductanță rezistența.
Circuitul cuprinde inductanța, nu se poate rupe brusc de apariție cu emf notabile autoinducție poate duce la defalcarea de izolare și de retragere a aparatelor electrice.
Principiul de funcționare al transformatoarelor utilizate pentru a crește sau reduce tensiunea de curent alternativ, bazată pe un fenomen de inducție reciprocă. Primele Transformatoarele au fost concepute și puse în practică de către P.N.Yablochkovym român electrician (1847 - 1894) și fizicianul român I.F.Usaginym (1855-1919). Diagrama schematică a transformatorului prezentat în Fig. 20.
Bobina primar și secundar (înfășurare) având respectiv n1 și n2 de bobine sunt montate pe un miez de fier închis. Deoarece capetele înfășurării primare conectate la o sursă de tensiune alternativă de emf E1. apoi generează un curent alternativ în miezul transformatorului alternativ flux magnetic F, care este localizat aproape în întregime în
miez de fier și, prin urmare, aproape în întregime
Se pătrunde spirele înfășurării secundare. Modificarea acestui flux în înfășurarea secundară determină apariția unei emf inducție electromagnetică, și în primar - emf autoinducție.
În conformitate cu legea lui Ohm, curentul I1. Bobina primar este determinată de suma algebrică a electromotoare extern și emf inductanță: I1R1 = [Ei -d (F n1) / dt], în care R1 - rezistența înfășurării primare. Fall tensiune I1R1 pe rezistenta R1. când câmpuri care variază rapid este mică în comparație cu fiecare din cele două electromotoare astfel încât E1 »n1 dF / dt.
emf inducție electromagnetică ce apare în înfășurarea secundară,
Comparând expresiile E1 și E2. constatăm că FME care apare în înfășurarea secundară
în cazul în care semnul minus indică faptul că FME în înfășurările primare și secundare au fază opuse. Raportul dintre n1 / n2 spire care arată cât de multe ori FME înfășurarea secundară a transformatorului mai mult (sau mai puțin) decât în coeficientul primar se numește transformare.
Neglijând pierderile de putere, care, în transformatoarele de curent nu depășesc 2% și sunt asociate în principal cu eliberarea de căldură Joule în înfășurările și apariția curenților turbionari, și prin aplicarea legii de conservare a energiei, putem scrie că capacitatea actuală a celor două înfășurări ale transformatorului sunt aproape identice:
în cazul în care, raportul dat (19.2), vom găsi E2 / E1 = I1 / I2 = n2 / n1. și anume curenți în înfășurările de transformare sunt invers proporționale cu numărul de spire în aceste înfășurări.
În cazul în care n2 / n1> 1, atunci avem o înțelegere cu transformator ridicător. creșterea FME variabilă și de scădere a curentului (aplicat, de exemplu, pentru transmisia puterii pe distanțe lungi, deoarece, în acest caz, pierderea proporțională a căldurii Joule cu pătratul curentului, redus). În cazul în care n2 / n1 <1, то имеем дело с понижающим трансформатором. уменьшающим э.д.с. и повышающим ток (применяется, например, при электросварке, так как для нее требуется большой ток при низком напряжении).
Transformatoare utilizate în electronică sunt 4-5 înfășurări având diferite tensiuni de funcționare. Transformer, constând dintr-o singură bobină este numit un auto-transformator. În cazul ridicător FME autotransformatorului este furnizat înfășurării, iar electromotoare secundar eliminate din toate înfășurări. Rețeaua de tensiune autotransformator coborâtor se alimentează înfășurarea întregului și FME secundar Acesta este scos din înfășurării.