Электричество и магнетизм. Лекция 14. Индуктивность. Цепи переменного тока. Энергия электро-магнитного поля

Август 20, 2022

Главная
Физика
Электричество и магнетизм. Лекция 14. Индуктивность. Цепи переменного тока. Энергия электро-магнитного поля

Содержание

2. ИНДУКТИВНОСТЬ САМОИНДУКЦИЯ Взаимная индукция
3. Явление самоиндукции Индуктивность контура L = коэффициент пропорциональности между током в контуре и создаваемым им магнитным
4. Явление самоиндукции ЭДС самоиндукции Самоиндукция = изменение тока в контуре, вызванное изменением потока собственного магнитного поля
5. Взаимная индукция Коэффициент пропорциональности L21 между током в первом контуре и создаваемым им магнитным потоком через
6. Взаимная индукция Контуры 1 и 2 называются индуктивно-связанными. Теорема взаимности => Note 1. Коэффициенты L12 и
7. Взаимная индукция Теорема взаимности. Доказательство (для самостоятельного ознакомления) с использованием понятия векторного потенциала магнитного поля
8. Взаимная индукция Теорема взаимности. Доказательство (для самостоятельного ознакомления) с использованием понятия векторного потенциала магнитного поля
9. Самоиндукция и взаимная индукция Коэффициенты Lik пропорциональны числу витков в катушках i, k => способ преобразования
10. Цепи переменного тока
11. Переходные процессы в RL- и RC- цепях U = IR = Q/C => dQ/dt = -Q/CR
12. Колебательный контур Q(t=0) = Q0 ; I(t=0) = 0 ; R = 0 Ld2Q/dt2 + Q/C
13. Свободные затухающие колебания. Затухающие колебания
14. Колебательный контур и источник переменного напряжения Вынужденные колебания Цепи переменного тока UR = RI(t) = RdQ/dt
15. Цепи переменного тока Векторная диаграмма напряжений UR = U0 (R/Z) cos(Ωt + φ); UC = U0
16. Колебательный контур и источник переменного напряжения Резонанс Цепи переменного тока Резонанс тока I0 = ΩU0 /L((ω02-Ω2)2+4β2Ω2)1/2
17. Переменный ток Закон Джоуля-Ленца в цепи переменного тока: P = UI = I2R = I02cos2(t) =>
18. Цепи переменного тока U = U0 cos ωt I = I0 cos (ωt+φ) => UR =
19. Трансформатор U2/U1 = n2/n1
20. Дополнение. История электрогенерации
21. Главное практическое применение электромагнитной индукции – это генерация электроэнергии Технические детали производства, переработки и передачи электрической
22. Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» В 1831 году Майкл Фарадей на основе открытого им явления электромагнитной
23. Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Первый действующий электрогенератор, работающий на принципах электромагнитной индукции, построил в 1827
24. Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Россиянин Э.Х. Ленц первым дал математичекую формулировку законам электромагнитной индукции. В
25. Для получения большой мощности электрогенератора – нужно сильное магнитное поле. В 1830-40-ые годы в динамо-машинах применяли
26. Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» В 1878 г. изобретатель и бизнесмен Т.А. Эдисон основал компанию «Edisson
27. Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» В 1880 г. Эдисон патентует трехпроводную систему производства и передачи электроэнергии.
28. Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» В 1884 году Эдисон нанимает на работу молодого иммигранта из Австро-Венгрии
29. Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Электростанции Эдисона вырабатывали напряжение, близкое к потребительскому (100-200 В), которое по
30. Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» .У Эдисона был еще один серьезный конкурент - инженер, изобретатель и
31. Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» В 1891 году на электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне немецкая компания AEG
32. Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Уже в начале XX века большинство электростанций выдавали именно переменный ток,
33. Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Динамика мирового производства электроэнергии (Год — млрд. кВт*ч): 1890 — 9
34. Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Распределение производства электроэнергии по источникам): В 2019 году возобновляемая энергетика (ветер,
35. История физики и инженерии Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
36. Спасибо за внимание! Дистанционный курс общей физики НИЯУ МИФИ Следующие лекции 08 и 15 декабря
37. Энергия магнитного и электромагнитного поля
38. Энергия магнитного поля Энергия магнитного поля изолированного контура с током
39. Энергия магнитного поля индуктивно связанных контуров с током Энергия магнитного поля dW = I1dФ1 + I2dФ2
40. Энергия магнитного поля Энергия магнитного поля соленоида W = LI2/2 =μ0μn2VI2/2 = wV = > w
41. Энергия электро-магнитного поля Плотность энергии электромагнитного поля Энергия электромагнитного поля
42. Плотность магнитной энергии: вывод с помощью векторного потенциала магнитного поля. Для самостоятельной проработки. Энергия магнитного поля
44. Скачать презентацию

Слайд 2

ИНДУКТИВНОСТЬ САМОИНДУКЦИЯ
Взаимная индукция

Слайд 3

Явление самоиндукции
Индуктивность контура L = коэффициент пропорциональности между током в контуре

и создаваемым им магнитным потоком через сам контур.

Индуктивность контура

Note 1. Индуктивность L > 0.

Note 2. В отсутствие ферромагнетиков индуктивность контура зависит только от его геометрии, площади и от магнитной проницаемости среды (незначительно).

Слайд 4

Явление самоиндукции
ЭДС самоиндукции
Самоиндукция = изменение тока в контуре, вызванное изменением потока

собственного магнитного поля через сам контур.

Ф = LI =>

По правилу Ленца, возникающая ЭДС самоиндукции направлена против порождающей ее причины.
Если dI/dt>0 ЭДС будет направлена против усиливающегося тока
Если dI/dt>0 ЭДС будет поддерживать ослабевающий ток

Слайд 5

Взаимная индукция
Коэффициент пропорциональности L21 между током в первом контуре и создаваемым

им магнитным потоком через второй контур называется коэффициентом взаимной индуктивности.

Взаимная индукция: возникновение ЭДС индукции в близко расположенных контурах при изменении магнитного потока, создаваемого токами в этих контурах

Слайд 6

Взаимная индукция
Контуры 1 и 2 называются индуктивно-связанными.
Теорема взаимности
=>
Note 1. Коэффициенты L12

и L21 зависят от формы, размеров и взаимного расположения контуров.

Note 2. Коэффициенты L12 и L21 могут принимать как положительные, так и отрицательные значения

Слайд 7

Взаимная индукция
Теорема взаимности. Доказательство (для самостоятельного ознакомления) с использованием понятия векторного

потенциала магнитного поля

Слайд 8

Взаимная индукция
Теорема взаимности. Доказательство (для самостоятельного ознакомления) с использованием понятия векторного

потенциала магнитного поля

Слайд 9

Самоиндукция и взаимная индукция
Коэффициенты Lik пропорциональны числу витков в катушках i,

k => способ преобразования амплитуды переменного напряжения (трансформатор, П.Н.Яблочков, патент 1876)

Ф1 = Ф11 + Ф12 => ε1 = dФ1/dt = L11dI1/dt + L12dI2/dt =>
Ф2 = Ф21 + Ф22 => ε2 = dФ2/dt = L21dI1/dt + L22dI2/dt =>
Фi = ΣkФik => εi = Σk LikdIk/dt = LikdIk/dt

Слайд 10

Цепи переменного тока

Слайд 11

Переходные процессы в RL- и RC- цепях
U = IR =

Q/C =>
dQ/dt = -Q/CR =>
Q(t) = Q0exp(-t/CR)
или
Q(t) = Q0(1-еxp(-t/CR))

U = IR = -LdI/dT=>
dI/dt = -IR/L =>
I(t) = I0exp(-Rt/L)
или
I(t) = I0 (1- еxp(-t/CR))

Переходный процесс: включили питание (t=0). Что происходит в первые мгновения? Как меняется ток I(t)?
Или: вЫключили питание (t=0). Как меняется ток I(t)?

Слайд 12

Колебательный контур
Q(t=0) = Q0 ; I(t=0) = 0 ; R =

0
Ld2Q/dt2 + Q/C = 0
Q(t) = Q0 cos(ω0t+φ0);
ω0 = (LC)-1/2

Q(t=0) = Q0 ; I(t=0) = 0 ; R > 0
Ld2Q/dt2 + RdQ/dt +Q/C = 0
Q(t) = Q0exp (-βt)cos(ωt);
β = R/2L; ω0 = (LC)-1/2
ω = (ω02 - β2)1/2= ω0 (1- R2C/4L)1/2
ω0 = (LC)-1/2

Идеальный колебательный контур (oscillating circuit)

Реальный колебательный контур (R>0)

Слайд 13

Свободные затухающие колебания.
Затухающие колебания

Слайд 14

Колебательный контур и источник переменного напряжения
Вынужденные колебания
Цепи переменного тока
UR =

RI(t) = RdQ/dt = RI0 cos(Ωt – α + π/2) =
= RI0 cos(Ωt + φ); φ = π/2– α ; I0 = ΩQA = U0 /Z
UC = Q/C = (U0/ΩCZ)cos(Ωt + φ - π/2);
UL = (LΩU0/Z)cos(Ωt + φ + π/2);
LΩ – индуктивное сопротивление; 1/СΩ - емкостное сопротивление

Ld2Q/dt2 + RdQ/dt +Q/C =U0cos(Ωt)
Q(t) = QA cos(Ωt - α); QA = U0 /ΩZ;
Z = ((1/СΩ - LΩ)2 + R2)1/2
Z – полное сопротивление цепи
tg α = RCΩ /(1- LCΩ 2)

Слайд 15

Цепи переменного тока
Векторная диаграмма напряжений
UR = U0 (R/Z) cos(Ωt +

φ);
UC = U0 (R/Z) cos(Ωt + φ - π/2);
UL = (U0 (R/Z) cos(Ωt + φ + π/2);
RL = LΩ – индуктивное сопротивление;
RC = 1/СΩ - емкостное сопротивление
Z = [R2 + (RC - RL)2]½ - полное сопротивление

Слайд 16

Колебательный контур и источник переменного напряжения
Резонанс
Цепи переменного тока
Резонанс тока
I0 =

ΩU0 /L((ω02-Ω2)2+4β2Ω2)1/2
dI0/d Ω =0 => ΩresR = ω0 = (LC)-1/2
Резонанс напряжения
UC0 = U0 /LC((ω02-Ω2)2+ 4β2Ω2)1/2
dUC0 /dΩ =0 => ΩresU = (ω02-2β2)1/2
ΩresU = (1/LC – R/L)1/2
β = R/2L; ω0 = (LC)-1/2

Слайд 17

Переменный ток
Закон Джоуля-Ленца в цепи переменного тока:
P = UI = I2R

= I02cos2(t) =>

= I02R/2 = Iд2R = I д U д = Uд2/R
=>Iд = I0 /√2; Uд = U0 /√2

P = UI = U0 cos(Ωt)I0 cos(Ωt + φ)

= U0I0 =
= U0I0 /2 =
= U0I0 cos(φ)/2 = Uд2cos(φ)/R

ctg(φ) = RCΩ /(1- LCΩ 2) => cos(φ) = R/Z
Z = [R2 +(1/CΩ –LΩ)2]1/2

Слайд 18

Цепи переменного тока
U = U0 cos ωt
I = I0 cos

(ωt+φ) =>
UR = IR = I0Rcos (ωt+φR)
UR = IR = IR0cos (ωt+φ)
UL = UL0cos (ωt+φL)
UC = UC0cos (ωt+φC)

Задача: знаем U0 , R, L, С
Надо найти UR0 = RI0 , UL0 UC0 ,….. φR, φL, φC …….

Общая постановка задачи

Слайд 19

Трансформатор
U2/U1 = n2/n1

Слайд 20

Дополнение.
История электрогенерации

Слайд 21

Главное практическое применение электромагнитной индукции – это
генерация электроэнергии
Технические детали производства,

переработки и передачи электрической энергии на расстояние были отработаны трудами большого числа изобретателей и инженеров, среди которых такие знаменитые имена, как Никола Тесла, Вернер фон Сименс, Эмилий Христианович Ленц и иногие другие.

Электромагнитная индукция

Слайд 22

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
В 1831 году Майкл Фарадей на основе

открытого им явления электромагнитной индукции построил генератор электрического напряжения (т.н. «диск Фарадея»). Небольшое напряжение появляется между серединой и периферией медного диска, вращающегося между полюсами подковообразного магнита).
Позже эксперименты показали, что используя вместо диска катушку из многих витков провода, можно получить куда более высокое напряжение.
Катушки стали характерной частью всех последующих генераторов

Дополнение: история электрогенерации

Michael Faraday
1791-1861

Слайд 23

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Первый действующий электрогенератор, работающий на принципах электромагнитной

индукции, построил в 1827 г. - ещё до публикации открытий Фарадея – монах, физик и изобретатель венгр Иштван Йедлик Он же в 1829 г сконструировал один из первых электродвигателей, в 1840-ые Йедлик спроектировал электро-локомотив, а потом еще (sic!) содовую газировку!
Очень скромный человек, Йедлик не публиковал и не патентовал своих изобретений. Он вырос и учился в Словакии (тогда – часть Венгрии), потом вступил в орден Бенедиктинцев, преподавал физику в орденких школах в Пребурге (Братислава). С 1839 года он преподавал физику в Будапештском университете, а с 1863 года стал его ректором.
О своем изобретении динамо-машины Йедлик публично заявил по настоянию коллег только в середине 1850-х, когда идея уже была запатентована Вернером фон Сименсом (1816-1892

Дополнение: история электрогенерации

Jedlik István Ányos
1800-1895

Werner von Siemens
1816-1892

Слайд 24

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Россиянин Э.Х. Ленц первым дал математичекую формулировку

законам электромагнитной индукции. В 1833 году он высказал идею о том, что одна и та же машина может работать и как электродвигатель, если её питать током, и как генератор электротока, если её ротор вращать механически,
В 1838 году он сам доказал эту возможность экспериментально.
Стало понятно, что электричество – это не только интересный объект для научного исследования, но может оказаться весьма удобным способом приведения в движение различных механизмов

Дополнение: история электрогенерации

Эмилий Христианович Ленц ,1804-1865

Слайд 25

Для получения большой мощности электрогенератора – нужно сильное магнитное поле. В

1830-40-ые годы в динамо-машинах применяли только постоянные магниты. В 1850-60-ые стали делать генераторы с электромагнитами, обмотка которых питалась током от отдельного генератора с постоянными магнитами.
В 1860-ые А. Пачинотти и З.Т. Грамм получили патенты на машины с самовозбуждением, где магнит запитывался током, генерируемым самой машиной.
В 1873 году бельгийский инженер З.Т. Грамм продемонстрировал две соединённые проводами ~1км. машины, одна из которых (снабженная двигателем внутреннего сгорания) служила генератором и питала электроэнергией вторую, приводившую в движение насос. Это была эффектная демонстрация возможности практического использования электроэнергии.

Дополнение: история электрогенерации

Zénobe-Théophile Gramme,
1826-1901

Слайд 26

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
В 1878 г. изобретатель и бизнесмен Т.А.

Эдисон основал компанию «Edisson Electric Light» (позднее - General Electric) по производству и продаже. постоянного электро-тока для систем освещения. Параллельно он совершенствует недавно изобретенные лампочки накаливания. (А.Н.Ладыгин, Т.А.Эдиссон, Дж.У.Суон, и др.).
К 1879 году Эдисон доводит срок службы лампочки до ~12 часов. (сегодня эта цифра кажется смешной, но альтернативами в те годы были только свечи и керосиновые лампы. Эдисон обещал: «Мы сделаем электрическое освещение настолько дешёвым, что только богачи будут жечь свечи».

Дополнение: история электрогенерации

Thomas Alva Edison
1847-1931

Александр Николаевич Ладыгин, 1847-1923

Слайд 27

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
В 1880 г. Эдисон патентует трехпроводную систему

производства и передачи электроэнергии. Три провода - нулевой и два с напряжением ±110 вольт – дают возможность подключить питаемые устройства к разным парам проводов. Это снижает материалоемкость системы.
В январе 1882 года Эдисон запускает первую электростанцию в Лондоне, а в середине года - вторую на Манхэттене, мощностью ~1,5 кВт, освещавшую дом Эдисона и помещения его фирмы.
К 1887 году в США было уже более 100 электростанций постоянного тока, работавших по трёхпроводной схеме Эдисона.

Дополнение: история электрогенерации

Thomas Alva Edisson
1847-1931

Слайд 28

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
В 1884 году Эдисон нанимает на работу

молодого иммигранта из Австро-Венгрии Николу Тесла - специально для доработки генераторов постоянного тока, пообещав выплатить за это (по утверждению Теслы) 50 тыс. долларов. Менее, чем через год Тесла уволился, сочтя что Эдиссон обманул его.
А 1886 году на взятые в долг деньги Тесла открыл свою фирму по производству ламп уличного освещения, и его дела пошли в гору.
В 1888 году он арендовал офис на 5-ой авеню в Нью-Йорке, как раз около центрального офиса компании Эдисона. Между изобретателями разгорелась борьба, известная в истории США под названием «Война токов» (The Currents War).

Дополнение: история электрогенерации

Никола Тесла
1856-1943

Слайд 29

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Электростанции Эдисона вырабатывали напряжение, близкое к потребительскому

(100-200 В), которое по трехпроводной схеме и доставляли потребителям на удалении не более ~1-1,5 км от электростанции. На больших расстояниях потери на нагрев проводов съедают большую часть произведенной энергии..
Q = I2R = (P/U)2R
Снизить потери можно снижая сопротивление проводов (делая их толще, т.е. тяжелее и дороже) или повышая напряжение. Менять напряжение постоянного тока на тот момент не умели, а трансформаторы для изменения амплитуды тока переменного уже были изобретены (П.Н.Яблочков, патент 1876j. Тесла предложил производить ток переменный, передавать по магистральным линиям высокого напряжения (га сотни км), а затем, понизив напряжение, подавать потребителю.

Дополнение: история электрогенерации

Павел Николаевич Яблочков
1847-1894

Слайд 30

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
.У Эдисона был еще один серьезный конкурент

- инженер, изобретатель и миллионер Дж. Вестингауз, который, неплохо знал физику и понимал, что слабое звено системы Эдиссона - большие потери мощности в проводах. В 1886 г. Вестингауз построил первую ГЭС, производившую переменный ток в 500В (Грейт-Баррингтон, Массачусетс). Проблема была в отсутствии электромоторов, способных эффективно работать на переменном токе. Проблему решил Тесла, который в 1882 году (еще до приезда в США) изобрел много-фазный электромотор на переменном токе. В 1888 году он патентует свое изобретение в США и берется за разработку генераторов переменного тока. С 1887 г. Тесла и Вестингауз работают вместе, а Эдиссон ведет против них компанию «серного пиара»: платит за сплетни об особой опасности переменного тока и за «электрический стул» Г.Брауна, якобы предоставленный Вестингаузом

Дополнение: история электрогенерации

George Westinghouse
1846-1914

Слайд 31

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
В 1891 году на электротехнической выставке во

Франкфурте-на-Майне немецкая компания AEG демонстрирует линию передачи электрической мощности около 220 кВт на расстояние 175 км. Сенсационно высокий КПД линии (~ 80 %) был достигнут благодаря применению т.н. трехфазного напряжения, изобретенного русским инженером М. О. Доливо-Добровольским.
Вестингауз приобретает права на использование трехфазной системы и в 1896 году выигрывает тендер на строительство крупнейшей на ту пору ГЭС на Ниагарском водопаде.
После изобретений Теслы и Доливо-Добровольского, система постоянного тока Эдиссона потерпела поражение даже несмотря на то, что сам Тесла вскоре потерял интерес к этой области исследований и занялся изысканиями в области электромагнитных излучений,

Дополнение: история электрогенерации

Михаил Осипович Доливо-Добровольский 1861-1919

Слайд 32

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Уже в начале XX века большинство электростанций

выдавали именно переменный ток, хотя все еще существовало немало потребителей постоянного тока. Переменный ток для них преобразовывался в постоянный с помощью ртутных выпрямителей.
Но электростанции постоянного тока строились вплоть до 1920-х годов. Хельсинки окончательно перешёл на переменный ток в 1940-х годах, Стокгольм в 1960-х. В США вплоть до конца 1990-х годов существовало более 4 тысяч разрозненных потребителей постоянного тока, и только в ноябре 2007 года было принято решение о прекращении подачи постоянного тока по сетям и главный инженер компании «Консолидейтед Эдисон», которая этим занималась, сам перерезал символический кабель.
Так закончилась знаменитая «войне токов».

Дополнение: история электрогенерации

Слайд 33

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Динамика мирового производства электроэнергии (Год — млрд. кВт*ч):
1890 —

9
1900 — 15
1914 — 37,5
1950—950
1960—2300
1970 — 5000
1980 — 8250

1990 — 11 800
2000 — 14 500
2005 — 18 138
2007 — 19 895
2013 — 23 127
2015 – 23 550
2019 - 29 000

Общемировой объем электро-генерирующих мощностей в 2017 году превысил 23 ТВт:
В 2019 году крупнейшими в мире производителями электроэнергии являются Китай (27,8%), Северная Америка (США + Канада – 19 %). Евросоюз (12%), Далее идут Индия (5,8%), Россия (4,1%) и Япония (3,8%). Остальной мир – 27,5%.

Дополнение: история электрогенерации

Слайд 34

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Распределение производства электроэнергии по источникам):
В 2019 году

возобновляемая энергетика (ветер, солнце) выдала 5,3% мирового производства электроэнергии (около 20% европейского производства) и, как казалось, окончательно утвердилась в качестве самого быстрорастущего, основного сектора энергетического рынка. Только в 2017 году было введено в эксплуатацию более 150 ГВт новых мощностей солнечной и ветровой генерации.
Однако, в 2020-21 годы пандемия, климатические и экономические неурядицы заставили усомниться в возможности скорого отказа от углеводородов и атомной энергетики…

Дополнение: история электрогенерации

Слайд 35

История физики и инженерии
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Слайд 36

Спасибо за внимание!
Дистанционный курс общей физики НИЯУ МИФИ
Следующие лекции
08 и 15

декабря

Слайд 37

Энергия магнитного и электромагнитного поля

Слайд 38

Энергия магнитного поля
Энергия магнитного поля изолированного контура с током

Слайд 39

Энергия магнитного поля индуктивно
связанных контуров с током
Энергия магнитного поля
dW =

I1dФ1 + I2dФ2 =
= I1(dФ11 + dФ12 ) + I2(dФ22 + dФ21 )

Слайд 40

Энергия магнитного поля
Энергия магнитного поля соленоида
W = LI2/2 =μ0μn2VI2/2 = wV

= > w = μ0μn2I2/2

Плотность энергии магнитного поля

w = μ0μn2I2/2 ; B = μ0μnI => w = B2/2μ0μ = μ0μH2/2

Плотность энергии электро-магнитного поля

w = B2/2μ0μ + D2/2ε0ε = μ0μH2/2 + ε0εE2/2 =
= BH/2 + DE/2

Последняя формула верна даже анизотропном веществе

Слайд 41

Энергия электро-магнитного поля
Плотность энергии электромагнитного поля
Энергия электромагнитного поля

Слайд 42

Плотность магнитной энергии: вывод с помощью векторного потенциала магнитного поля. Для

самостоятельной проработки.

Энергия магнитного поля

Интеграл от плотности тока по объему проводника равен интегралу по всему объйму пространства V, поскольку везде за пределами проводника плотность тока равна нулю.

Электричество и магнетизм. Лекция 14. Индуктивность. Цепи переменного тока. Энергия электро-магнитного поля

Содержание

ИНДУКТИВНОСТЬ САМОИНДУКЦИЯВзаимная индукция

Явление самоиндукцииИндуктивность контура L = коэффициент пропорциональности между током в контуре

Явление самоиндукцииЭДС самоиндукцииСамоиндукция = изменение тока в контуре, вызванное изменением потока

Взаимная индукцияКоэффициент пропорциональности L21 между током в первом контуре и создаваемым

Взаимная индукцияКонтуры 1 и 2 называются индуктивно-связанными.Теорема взаимности=>Note 1. Коэффициенты L12

Взаимная индукцияТеорема взаимности. Доказательство (для самостоятельного ознакомления) с использованием понятия векторного

Взаимная индукцияТеорема взаимности. Доказательство (для самостоятельного ознакомления) с использованием понятия векторного

Самоиндукция и взаимная индукцияКоэффициенты Lik пропорциональны числу витков в катушках i,

Цепи переменного тока

Переходные процессы в RL- и RC- цепях U = IR =

Колебательный контурQ(t=0) = Q0 ; I(t=0) = 0 ; R =

Свободные затухающие колебания.Затухающие колебания

Колебательный контур и источник переменного напряженияВынужденные колебанияЦепи переменного тока UR =

Цепи переменного тока Векторная диаграмма напряженийUR = U0 (R/Z) cos(Ωt +

Колебательный контур и источник переменного напряженияРезонансЦепи переменного тока Резонанс токаI0 =

Переменный токЗакон Джоуля-Ленца в цепи переменного тока:P = UI = I2R

Цепи переменного тока U = U0 cos ωtI = I0 cos

ТрансформаторU2/U1 = n2/n1

Дополнение.История электрогенерации

Главное практическое применение электромагнитной индукции – это генерация электроэнергииТехнические детали производства,

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»В 1831 году Майкл Фарадей на основе

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»Первый действующий электрогенератор, работающий на принципах электромагнитной

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»Россиянин Э.Х. Ленц первым дал математичекую формулировку

Для получения большой мощности электрогенератора – нужно сильное магнитное поле. В

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»В 1878 г. изобретатель и бизнесмен Т.А.

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»В 1880 г. Эдисон патентует трехпроводную систему

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»В 1884 году Эдисон нанимает на работу

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»Электростанции Эдисона вырабатывали напряжение, близкое к потребительскому

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ».У Эдисона был еще один серьезный конкурент

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»В 1891 году на электротехнической выставке во

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»Уже в начале XX века большинство электростанций

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»Динамика мирового производства электроэнергии (Год — млрд. кВт*ч):1890 —

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»Распределение производства электроэнергии по источникам):В 2019 году

История физики и инженерииНациональный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Спасибо за внимание!Дистанционный курс общей физики НИЯУ МИФИСледующие лекции08 и 15

Энергия магнитного и электромагнитного поля

Энергия магнитного поляЭнергия магнитного поля изолированного контура с током

Энергия магнитного поля индуктивно связанных контуров с токомЭнергия магнитного поляdW =

Энергия магнитного поляЭнергия магнитного поля соленоидаW = LI2/2 =μ0μn2VI2/2 = wV

Энергия электро-магнитного поляПлотность энергии электромагнитного поляЭнергия электромагнитного поля

Плотность магнитной энергии: вывод с помощью векторного потенциала магнитного поля. Для

Похожие презентации

ИНДУКТИВНОСТЬ САМОИНДУКЦИЯ
Взаимная индукция

Явление самоиндукции
Индуктивность контура L = коэффициент пропорциональности между током в контуре

Явление самоиндукции
ЭДС самоиндукции
Самоиндукция = изменение тока в контуре, вызванное изменением потока

Взаимная индукция
Коэффициент пропорциональности L21 между током в первом контуре и создаваемым

Взаимная индукция
Контуры 1 и 2 называются индуктивно-связанными.
Теорема взаимности
=>
Note 1. Коэффициенты L12

Взаимная индукция
Теорема взаимности. Доказательство (для самостоятельного ознакомления) с использованием понятия векторного

Взаимная индукция
Теорема взаимности. Доказательство (для самостоятельного ознакомления) с использованием понятия векторного

Самоиндукция и взаимная индукция
Коэффициенты Lik пропорциональны числу витков в катушках i,

Переходные процессы в RL- и RC- цепях
U = IR =

Колебательный контур
Q(t=0) = Q0 ; I(t=0) = 0 ; R =

Свободные затухающие колебания.
Затухающие колебания

Колебательный контур и источник переменного напряжения
Вынужденные колебания
Цепи переменного тока
UR =

Цепи переменного тока
Векторная диаграмма напряжений
UR = U0 (R/Z) cos(Ωt +

Колебательный контур и источник переменного напряжения
Резонанс
Цепи переменного тока
Резонанс тока
I0 =

Переменный ток
Закон Джоуля-Ленца в цепи переменного тока:
P = UI = I2R

Цепи переменного тока
U = U0 cos ωt
I = I0 cos

Трансформатор
U2/U1 = n2/n1

Дополнение.
История электрогенерации

Главное практическое применение электромагнитной индукции – это
генерация электроэнергии
Технические детали производства,

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
В 1831 году Майкл Фарадей на основе

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Первый действующий электрогенератор, работающий на принципах электромагнитной

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Россиянин Э.Х. Ленц первым дал математичекую формулировку

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
В 1878 г. изобретатель и бизнесмен Т.А.

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
В 1880 г. Эдисон патентует трехпроводную систему

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
В 1884 году Эдисон нанимает на работу

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Электростанции Эдисона вырабатывали напряжение, близкое к потребительскому

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
.У Эдисона был еще один серьезный конкурент

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
В 1891 году на электротехнической выставке во

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Уже в начале XX века большинство электростанций

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Динамика мирового производства электроэнергии (Год — млрд. кВт*ч):
1890 —

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Распределение производства электроэнергии по источникам):
В 2019 году

История физики и инженерии
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Спасибо за внимание!
Дистанционный курс общей физики НИЯУ МИФИ
Следующие лекции
08 и 15

Энергия магнитного поля
Энергия магнитного поля изолированного контура с током

Энергия магнитного поля индуктивно
связанных контуров с током
Энергия магнитного поля
dW =

Энергия магнитного поля
Энергия магнитного поля соленоида
W = LI2/2 =μ0μn2VI2/2 = wV

Энергия электро-магнитного поля
Плотность энергии электромагнитного поля
Энергия электромагнитного поля