Wzajemna indukcja i wzajemna indukcyjność z konwencją kropek

Definicja indukcji wzajemnej

Indukcja wzajemna to zjawisko, w którym cewka jest indukowana przez EMF (elektromotoryczna siła) w wyniku zmiany prądu w sąsiedniej cewce w taki sposób, że strumień jednej cewki jest połączony z drugą cewką.

Definicja indukcji wzajemnej

Indukcja wzajemna to stosunek indukowanej EMF w cewce do tempa zmiany prądu w sąsiedniej cewce w taki sposób, że dwie cewki mogą być połączone strumieniem magnetycznym.

Indukcja wzajemna

Gdy w cewce płynie zmienny prąd, zmienny strumień magnetyczny wiąże się z cewką i powoduje samoodwiedzenie EMF w cewce. Ta EMF jest widoczna jako spadek napięcia na cewce lub induktorze. Jednak nie jest praktyczne, aby cewka była połączona tylko ze swoim własnym zmiennym strumieniem. Gdy zmienny prąd płynie w innej cewce umieszczonej obok pierwszej, strumień magnetyczny wytworzony przez drugą cewkę może również połączyć się z pierwszą. Ten zmienny strumień magnetyczny z drugiej cewki również indukuje EMF w pierwszej cewce. To zjawisko nazywane jest indukcją wzajemną, a EMF indukowane w jednej cewce w wyniku zmiennego prądu płynącego w innej cewce nazywa się wzajemnie indukowanym EMF. Jeśli pierwsza cewka jest również podłączona do zmiennego źródła, całkowite EMF w pierwszej cewce jest wynikiem samoodwiedzenia i wzajemnego odwiedzenia.

Współczynnik indukcji wzajemnej lub indukcja wzajemna

Rozważmy jedną cewkę o własnej indukcji L1 i drugą cewkę o własnej indukcji L2. Teraz rozważmy, że istnieje magnes o niskim oporze magnetycznym, który sprzęga te dwie cewki w taki sposób, że cały strumień magnetyczny utworzony przez jedną cewkę będzie połączony z drugą cewką. Oznacza to, że nie będzie żadnych przecieków strumienia w systemie.
Teraz zastosujemy zmienny prąd w cewce 1, trzymając cewkę 2 otwartą. Napięcie indukowane w cewce 1 będzie wynosić
Teraz pozostawimy pierwszą cewkę otwartą i zastosujemy zmienny prąd w cewce 2. Teraz strumień magnetyczny wytworzony przez cewkę 2 połączy się z cewką 1 przez magnes, a jako rezultat, EMF indukowane w cewce 1 będzie wynosić
Tutaj, M to współczynnik indukcji wzajemnej lub krótko indukcja wzajemna. Bez zakłócania źródła w cewce 2, podłączamy zmienny prąd do cewki 1. W tej sytuacji, będzie istniało samoindukowane EMF w cewce 1 z powodu jej własnego prądu oraz wzajemnie indukowane EMF w cewce 1 z powodu prądu w cewce 2. Zatem rezultatowe EMF indukowane w cewce 1 wyniesie
Wzajemnie indukowane EMF może być dodawane lub odejmowane w zależności od polaryzacji cewek. Wyrażenie M to

To wyrażenie jest uzasadnione tylko wtedy, gdy cały strumień magnetyczny utworzony przez jedną cewkę będzie połączony z drugą, ale praktycznie nie zawsze jest możliwe połączenie całego strumienia magnetycznego jednej cewki z drugą. Wartość rzeczywistej indukcji wzajemnej zależy od rzeczywistej ilości strumienia magnetycznego jednej cewki, która jest połączona z drugą. Tutaj k to współczynnik, który musi być pomnożony przez M, aby uzyskać rzeczywistą wartość indukcji wzajemnej.

Konwencja punktowa

Jak już powiedzieliśmy, czy wzajemnie indukowane EMF będzie dodawane czy odejmowane, zależy od względnej polaryzacji wzajemnie sprzężonych cewek. Względna polaryzacja dwóch lub więcej wzajemnie sprzężonych cewek jest oznaczona konwencją punktową. Jest ona reprezentowana przez znak kropki na jednym końcu cewki. Jeśli w danej chwili prąd wpływa do cewki przez końcówkę z kropką, to wzajemnie indukowane EMF w drugiej cewce będzie miało dodatnią polaryzację na końcówce z kropką. Można to powiedzieć inaczej, że jeśli prąd opuszcza cewkę przez końcówkę z kropką, to wzajemnie indukowane EMF w drugiej cewce będzie miało ujemną polaryzację na końcówce z kropką.

Źródło: Electrical4u.

Oświadczenie: Szacunek dla oryginału, dobre artykuły są warte udostępniania, w przypadku naruszenia praw autorskich prosimy o kontakt.