Взаємна індукція та взаємна індуктивність з урахуванням конвенції точок

Визначення взаємної індукції

Взаємна індукція — це явище, коли в катушці виникає індукований електродвигун через зміну струму в сусідній катушці таким чином, що потік одного контура отримує зв'язок з іншим контуром.

Визначення взаємної індуктивності

Взаємна індуктивність — це співвідношення між індукованою ЕДС у катушці та швидкістю зміни струму в іншій сусідній катушці таким чином, що дві катушки можуть мати зв'язок потоку.

Взаємна індукція

Коли в катушці є змінний за часом струм, змінний за часом потік зв'яже саму катушку, що призведе до самоіндукованого електродвигуна на катушці. Цей електродвигун розглядається як напруга на катушці або индуктор. Але не практично, щоб катушка була пов'язана лише зі своїм змінним потоком. Коли змінний за часом струм пройде через іншу катушку, розташовану поруч з першою, то потік, створений другою катушкою, також може зв'язатися з першою. Цей змінний за часом зв'язок потоку з другої катушки також викличе електродвигун на першій катушці. Це явище називається взаємною індукцією, а електродвигун, індукований в одній катушці через змінний за часом струм в іншій катушці, називається взаємно індукованим електродвигуном. Якщо перша катушка також підключена до змінного за часом джерела, загальний електродвигун першої катушки буде результатом суми самоіндукованого та взаємно індукованого електродвигунів.

Коефіцієнт взаємної індукції або взаємна індуктивність

Розглянемо одну катушку з власною індуктивністю L1 та іншу катушку з власною індуктивністю L2. Тепер розглянемо, що є магнітним сердечником з низькою релуктанцією, який з'єднує обидві ці катушки таким чином, що весь потік, створений одною катушкою, зв'яже іншу катушку. Це означає, що немає витоку потоку в системі.
Тепер ми застосуємо змінний за часом струм до катушки 1, залишивши катушку 2 відкритою. Напруга, індукована на катушці 1, буде
Тепер ми залишимо першу катушку відкритою та застосуємо змінний за часом струм до катушки 2. Тепер потік, створений катушкою 2, зв'яже катушку 1 через магнітний сердечник, і, як результат, електродвигун, індукований в катушці 1, буде
Тут M — це коефіцієнт взаємної індукції або, коротше, взаємна індуктивність. Тепер, не заважаючи джерелу на катушці 2, ми під'єднаємо джерело змінного за часом струму до катушки 1. В цій ситуації, на катушці 1 буде самоіндукований електродвигун через свій власний струм та взаємно індукований електродвигун через струм в катушці 2. Тому загальний електродвигун, індукований в катушці 1, буде
Взаємно індукований електродвигун може бути або адитивним, або субтрактивним, залежно від полярності катушок. Вираз для M:

Цей вираз правильний тільки тоді, коли весь потік, створений однією катушкою, зв'яже іншу катушку, але на практиці не завжди можливо зв'язати весь потік однієї катушки з іншою. Значення фактичної взаємної індуктивності залежить від фактичної кількості потоку, який зв'яже іншу катушку. Тут k — це коефіцієнт, який має бути помножений на M, щоб отримати фактичне значення взаємної індуктивності.

Конвенція точки

Як ми вже сказали, чи буде взаємно індукований електродвигун адитивним або субтрактивним, залежить від відносної полярності взаємно зв'язаних катушок. Відносна полярність двох або більше взаємно зв'язаних катушок позначається конвенцією точки. Це представляється точкою на одному з кінців катушки. Якщо в деякий момент струм входить в катушку через точку, то взаємно індукований електродвигун на іншій катушці матиме додатну полярність на точці пізніше. Іншими словами, якщо струм покидає катушку через точку, то взаємно індукований електродвигун на іншій катушці матиме від'ємну полярність на точці пізніше.

Джерело: Electrical4u.

Заява: Поважайте оригінал, добрих статей варто поділитися, якщо є порушення авторських прав, будь ласка, зв'яжіться для видалення.