2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Единица измерения индуктивности это мти

ИНДУКТИВНОСТЬ

Эл.ток создает собственное магнитное поле. Магнитный поток через контур пропорционален индукции магнитного поля (Ф

B), индукция пропорциональна силе тока в проводнике
(B

I), следовательно магнитный поток пропорционален силе тока (Ф

ЭДС самоиндукции зависит от скорости изменения силы тока в эл.цепи, от свойств проводника
(размеров и формы) и от относительной магнитной проницаемости среды, в которой находится проводник.

Физическая величина, показывающая зависимость ЭДС самоиндукции от размеров и формы проводника и от среды, в которой находится проводник, называется коэффициентом самоиндукции или индуктивностью.

Индуктивность — физ. величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1 Ампер за 1 секунду.

Также индуктивность можно рассчитать по формуле:

где Ф — магнитный поток через контур, I — сила тока в контуре.

Единицы измерения индуктивности в системе СИ:

Индуктивность катушки зависит от: числа витков, размеров и формы катушки и от относительной магнитной проницаемости среды

Индуктивность взаимная — величина, характеризующая магнитную связь двух или более электрических цепей (контуров). Если имеется два проводящих контура , то часть линий магнитной индукции, создаваемых током в первом контуре, будет пронизывать площадь, ограниченную вторым контуром (т. е. будет сцеплена с контуром 2).

Магнитный поток Ф12 через контур 2, созданный током I1 в контуре 1, прямо пропорционален току:

Коэффициент пропорциональности M12 зависит от размеров и формы контуров 1 и 2, расстояния между ними, их взаимного расположения, а также от магнитной проницаемости окружающей среды и называется взаимной индуктивностью или коэффициентом взаимной индукции контуров 1 и 2. В системе СИ И. в. измеряется в Генри.

Трансформаторная ЭДС. Принцип действия трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. Линии индукции магнитного поля, создаваемого переменным током в первичной обмотке, благодаря наличию сердечника практически без потерь пронизывают витки вторичной обмотки. Поскольку магнитный поток во вторичной обмотке изменяется со временем (т.к. в первичной обмотке переменный ток), то согласно закону Фарадея в ней возбуждается ЭДС индукции. Трансформатор может работать только на переменном токе, т.к. магнитный поток, созданный постоянным током, не изменяется с течением времени.

Пусть первичная обмотка трансформатора подключена к источнику тока с переменной ЭДС E1 и с действующим значением напряжения U1. На вторичной обмотке ЭДС E2 и напряжение U2.

Из законов Ома следует, что напряжение на обмотке равно

(1)

где r — сопротивление обмотки. При изготовлении трансформатора сопротивление первичной обмотки r1 делают очень малым, поэтому часто им можно пренебречь. Тогда

Если пренебречь потерями магнитного потока в сердечнике, то в каждом витке вторичной обмотки будет индуцироваться точно такая же ЭДС индукции e1, как и ЭДС индукции e2 в каждом витке первичной обмотки, т.е. e1 = e2. Следовательно, отношение ЭДС в первичной E1 и вторичной E2 обмотках равно отношению числа витков в них:

(2)

Трансформаторный ток. Токи обмоток обратно пропорциональны числам витков (I1/I2 приблиз = w1/w2 = 1/n). С увеличением тока активно-индуктивного приемника вторичное напряжение несколько снижается.

Рис.1.11. К определению магнитного потока рассеяния в катушке с ферромагнитным сердечником

часть магнитного потока катушки замыкается не по сердечнику, а по воздуху. Эта часть потока носит название потока рассеивания Фр (рис. 1.11). Таким образом, полный поток, сцепленный с витками катушки равен

Единица измерения индуктивности

Физическая величина индуктивность и ее единицы измерения в системе СИ

Индуктивность (коэффициент самоиндукции) ($L$) — это физическая величина, которая служит коэффициентом пропорциональности в выражении, связывающем магнитный поток (поток самоиндукции) ($Ф_$), который создаётся около проводника с током и силой тока ($I$) в нем:

Отметим, что определение строгим не является, но оно позволит нам определить единицы измерения индуктивности. Величина $L$ зависит от геометрических характеристик проводника (формы, размеров), относительной магнитной проницаемости среды в которой проводник находится. Иногда проводят аналогию между индуктивностью и массой тела. При этом говорят, что масса тела не позволяет мгновенно изменять телу его скорость (соответственно кинетическую энергию), также как индуктивность не дает возможность магнитному полю изменять мгновенно свою энергию. При этом сравнивают выражение для кинетической энергии тела, вида:

формулу энергии магнитного поля:

В Международной системе единиц (СИ) генри — единица измерения индуктивности. Сокращенное обозначение Гн. Контур с током имеет индуктивность 1 Гн, в том случае если при изменении силы тока со скоростью 1 ампер в секунду возникает электродвижущая сила (ЭДС) индукции, которая равна одному вольту.

Читать еще:  Сип 7 110 кв технические характеристики

Генри является производной единицей в системе СИ. Выразим генри (Гн) через основные единицы системы СИ. Для этого воспользуется выражением (2).

Генри — единица измерения индуктивности, названная в честь американского ученого Дж. Генри. В систему СИ она была введена сразу с ее основанием в 1960 г. С этой единицей измерения в системе СИ можно использовать стандартные приставки системы, при помощи которых образуют десятичные кратные и дольные единицы. Например, кГн (килогенри); нГн (наногенри):

Единицы измерения индуктивности в СГС и связанных с ней систем

В Гауссовой системе единиц и системе СГСМ (это варианты системы СГС), сантиметр — единица измерения индуктивности. Соотношение индуктивности в этих системах с генри задает выражение:

Иногда, чтобы не было путаницы для сантиметра, как единицы индуктивности используют название абгенри.

В системе СГСЭ (расширение системы СГС) единица индуктивности считается безразмерной или ее называют статгенри:

[1статгенриapprox 8,987552cdot <10>^<11>Гн.]

Примеры задач с решением

Задание. Получите единицу измерения индуктивности (Гн), выраженную через основные единицы системы СИ используя выражение для энергии магнитного поля.

Решение. В качестве основы для решения задачи нам следует взять выражение:

Из него получим, что:

Используем выражение (1.2) для получения единиц измерения $L$ выраженных через основные единицы СИ:

где использовано $left[E_Iright]=Дж=Нcdot м;; left[Iright]=А.$

Ответ. Исходя из заданного выражения, мы получили, что генри — единица измерения индуктивности через основные единицы СИ выражается как: $Гн=frac<кгcdot м^2><с^2cdot А^2>.$

Задание. Какова индуктивность катушки в колебательном контуре, если при емкости конденсатора равной $C=50пФ$ частота свободных колебаний равна $nu =10МГц$? Проверьте, полученную формулу, в каких единицах измеряется полученная индуктивность?textit<>

Решение. Сделаем рисунок.

В данном колебательном контуре сопротивление отсутствует, частота колебаний связана с параметрами, характеризующими наш контур как:

Из формулы (2.1) выразим искомую индуктивность:

Проведем вычисления индуктивности контура, предварительно переведя имеющиеся величины в единицы системы СИ:

Единица измерения индуктивности это мти

Вопрос 1
Ток измеряется в следующих единицах:
ампер (А):
Вопрос 2
При применении метода последовательного преобразования резистивной схемы эквивалентное сопротивление равно:
алгебраической сумме сопротивлений резистивных элементов
Вопрос 3
При наличии полной симметрии между схемами резистивных цепей звезда – треугольник величина сопротивления элемента схемы треугольник:
равна трем величинам сопротивления элемента схемы звезда
Вопрос 4
В индуктивном элементе (реактивное сопротивление) происходит:
запасание магнитной энергии
Вопрос 5
По закону Ома для цепи, не содержащей ЭДС:
сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению
Вопрос 6
Значение индуктивности прямо пропорционально:
потокосцеплению
Вопрос 7
В резистивном элементе происходит:
необратимое преобразование электромагнитной энергии в тепло или другие виды энергии
Вопрос 8
При применении метода параллельного преобразования резистивной схемы эквивалентная проводимость равна:
алгебраической сумме проводимостей резистивных элементов
Вопрос 9
К приемнику электрической энергии относится:
электронагреватель
Вопрос 10
При расчете цепи методом контурных токов применяются:
второй закон Кирхгофа в сочетании с принципом наложения
Вопрос 11
В емкостном элементе (реактивное сопротивление) происходит:
запасание электрической энергии
Вопрос 12
Величина магнитного потока измеряется в следующих единицах:
вебер (Вб)
Вопрос 13
Какое из понятий не характеризует геометрию цепи:
«элемент»
Вопрос 14
Электрический ток определяется как:
скорость изменения электрического заряда во времени
Вопрос 15
К источнику электрической энергии относится:
аккумулятор
Вопрос 16
Какое сходство у идеализированных источников напряжения и тока:
способны отдавать в электрическую цепь неограниченную мощность
Вопрос 17
Электрическая проводимость обратно пропорциональна:
электрическому сопротивлению
Вопрос 18
По второму закону Кирхгофа в любом замкнутом контуре электрической цепи:
алгебраическая сумма па¬дений напряжений на элементах, входящих в контур, равна алгебраической сумме ЭДС
Вопрос 19
Электрическая мощность измеряется в следующих единицах:
ватт (Вт)
Вопрос 20
По принципу наложения ток в любой ветви сложной схемы, содержащей несколько источников, равен:
алгебраической сумме частичных токов, возникающих в этой ветви от независи¬мого действия каждого источника в от¬дельности
Вопрос 21
Напряжение измеряется в следующих единицах:
вольт (В)
Вопрос 22
Первый закон Кирхгофа гласит:
сумма токов, подходящих к узлу, равна сумме токов, выходящих из узла
Вопрос 23
Электрическое напряжение – это:
энергия, расходуемая на перемещение единицы заряда
Вопрос 24
Электрическая мощность связана с величиной напряжения:
прямо пропорциональной зависимостью
Вопрос 25
При методе расчета цепей с помощью законов Кирхгофа действует следующее правило выбора контуров для составления уравнений:
каждый последующий контур должен включать в себя хотя бы одну новую ветвь, не охвачен¬ную предыдущими уравнениями

Вопрос 1
В цепи синусоидального тока с катушкой индуктивности:
напряжение опережает ток на угол 90º
Вопрос 2
Комплексное число нельзя представить в следующей форме:
квадратичной
Вопрос 3
Если сдвиг фаз между током и напряжением меньше нуля, то:
напряжение отстает по фазе от тока .
Вопрос 4
Электрические величины гармонических функций нельзя представить:
вещественными числами
Вопрос 5
Наиболее распространенный переменный ток изменяется в соответствии с функцией:
синус
Вопрос 6
По закону Ома в комплексной форме:
комплексное значение тока прямо пропорционально комплексному значению напряжения и обратно пропорционально комплексному значению сопротивления
Вопрос 7
Активная мощность активно-реактивной электрической цепи на переменном токе не зависит от:
угловой частоты гармонических колебаний
Вопрос 8
Деление комплексных чисел может выполняться:
как в алгебраической, так и в показательной формах
Вопрос 9
При последовательном соединении элементов R, L и C при положительных значениях реактивного сопротивления и угла сдвига фаз электрическая цепь в целом носит следующий характер:
активно-индуктивный
Вопрос 10
По первому закону Кирхгофа в комплексной форме:
сумма комплексных значений токов, подходящих к узлу, равна сумме комплексных значений токов, выходящих из узла
Вопрос 11
Гармоническим электрическим током называется ток, который:
изменяется во времени по своему значению и направлению через равные промежутки времени
Вопрос 12
Проекция вращающегося вектора гармонической функции на ось ординат в любой момент времени, равна:
мгновенному значению функции времени
Вопрос 13
Коэффициент отношения действующего значения синусоидального напряжения к его амплитудному значению составляет:
1.11
Вопрос 14
В цепи синусоидального тока с конденсато¬ром С происходит:
обратимый процесс обмена энергией между электрическим полем конденсатора и источником
Вопрос 15
Какое из свойств не относится к гармоническому току:
после многократной трансформации форма сигнала изменяется
Вопрос 16
В цепи синусоидального тока с конденсатором:
напряжение отстает от тока на угол 90º
Вопрос 17
В цепи синусоидального тока с резистивным элементом:
ток и напряжение совпадают по фазе
Вопрос 18
Угловая частота синусоидального тока:
обратно пропорциональна периоду колебаний
Вопрос 19
Коэффициент отношения среднего значения синусоидального тока к его максимальному значению составляет:
0.637
Вопрос 20
По второму закону Кирхгофа в комплексной форме в любом замкнутом контуре электрической цепи:
алгебраическая сумма комплексных значений напряжений на сопротивлениях контура равна алгебраической сумме комплексных значений ЭДС
Вопрос 21
К характеристикам гармонического тока не относится:
минимальные значения тока и напряжения
Вопрос 22
При последовательном соединении элементов R, L и C при отрицательных значениях реактивного сопротивления и угла сдвига фаз электрическая цепь в целом носит следующий характер:
активно-емкостный
Вопрос 23
Активная мощность в цепи синусоидального тока с резистивным элементом всегда больше нуля, что означает:
в цепи с резистором протекает необратимый процесс преобразования электроэнергии в другие виды энергии
Вопрос 24
Амплитудные значения гармонического тока:
равны мгновенному значению тока в определенный момент времени
Вопрос 25
На практике единицей измерения полной мощности в гармонических цепях является:
вольт-ампер (ВА)

Читать еще:  Паяльная станция для чего предназначена

Вопрос 1
Какой электрод называется катодом?
электрод диода, подключенный к области N
Вопрос 2
Какой из материалов наиболее часто используют для изготовления светодиодов?
фосфит или арсенид галлия
Вопрос 3
Какой элемент не относится к чистым полупроводниковым элементам?
вольфрам
Вопрос 4
Назовите один из двух типов примесей, используемых в процессе легирования:
пятивалентная
Вопрос 5
Диоды с барьером Шотки используются для выпрямления
малых напряжений высокой частоты
Вопрос 6
К статическим параметрам силового диода не относится:
время восстановления обратного напряжения
Вопрос 7
Что является признаком того, что диод находится в запертом состоянии?
ток, протекающий через диод, равен нулю
Вопрос 8
В туннельном диоде электроны проходят через p-n-переход очень
быстро из-за малой толщины обедненного слоя перехода
Вопрос 9
Теоретическое значение емкости варикапа не зависит от
максимальной емкости варикапа
Вопрос 10
Какая характеристика не относится к фотодиоду?
скорость изменения барьерной емкости
Вопрос 11
При работе фотодиода в режиме короткого замыкания наблюдается:
прямая пропорциональность между током в диоде и световым потоком
Вопрос 12
Какой участок не относится к вольт-амперной характеристике туннельного диода?
участок, на котором ток не изменяется
Вопрос 13
Стабилитроны используются для:
поддержания напряжения источника питания на заданном уровне
Вопрос 14
Какой из параметров не относится к основным параметрам стабилитрона?
добротность
Вопрос 15
Полная емкость p-n-перехода при обратном смещении равна
барьерной емкости
Вопрос 16
Обращенные диоды применяются для выпрямления очень
малых напряжений на сверхвысоких частотах
Вопрос 17
Коэффициент перекрытия варикапа по емкости равен
отношению максимальной емкости варикапа к его минимальной емкости
Вопрос 18
Для какого электронного оборудования полупроводники, как правило, не являются основными компонентами?
потенциометр
Вопрос 19
Какой из нижеперечисленных материалов, в основном, применяется для изготовления выпрямительных диодов большой мощности?
кремний
Вопрос 20
В варикапах используется следующее свойство p-n-перехода:
барьерная емкость
Вопрос 21
К динамическим параметрам силового диода не относится:
падение напряжения на диоде при некотором значении прямого тока
Вопрос 22
Что не относится к технологическому процессу создания электронно-дырочного перехода?
нагревание
Вопрос 23
В светоизлучающих диодах при фотонной рекомбинации электронов и дырок происходит:
излучение света
Вопрос 24
Выпрямительные диоды предназначены для:
преобразования переменного тока в постоянный ток
Вопрос 25
Полная емкость p-n-перехода при прямом смещении равна
сумме барьерной и диффузной емкостей
Вопрос 26
В стабилитронах используется следующее свойство p-n-перехода:
лавинный пробой

Читать еще:  Синтетические полимеры в строительстве

Что такое индуктивность, её определение и единица измерения

Проводник с электрическим током имеет способность накапливать энергию в магнитном поле. Подобное явление называется индуктивностью. У обычного проводника, имеющего прямую форму, эта величина имеет небольшое значение, но если проводнику придать вид спирали и одинаковую направленность тока с соседними проводниками, то их поля будут взаимодействовать. При этом усилится индуктивность. Но есть факт того, что воздух значительно их ослабляет.

Человеческий мозг предположил следующее: поле должно протекать вокруг проводников не по воздуху, а по железу, сопротивляемость которого магнитному полю намного меньше. Такие катушки являются индуктивными.

Свойства

При подаче напряжения к индуктивной катушке, в ней происходит линейное нарастание тока, а при его снятии начинается его падение. Моментально остановить его протекание в катушке не представляется возможным, как, например, нельзя сразу остановить автомобиль, мчащийся на скорости. При попытке быстро остановить нарастание этого параметра, произойдёт удар напряжения, равный тому, что оно, при этом, может вызвать искровой разряд. Подобное явление получило название самоиндукция. На этом принципе основана работа катушки зажигания в автомобиле.

Коэффициент самоиндукции — это есть индуктивность. Иными словами: величина, которая характеризует связь между находящимся в проводнике электрическим током и магнитным полем, создаваемым при протекании. Эта мера представляет сумму потока индукции. Прямая зависимость её от конфигурации проводника и от проницаемости доказана.

При подаче на катушку электрического тока постоянного напряжения, в катушке возникает напряжение, противоположное напряжению электрического тока (Е =U), которое исчезает через некоторое время. Это противоположное напряжение называется ЭДС (электродвижущей силой самоиндукции). Параметр зависит от индуктивности катушки.

Как найти индуктивность

Формулы индуктивности будут выглядеть следующим образом:

  • Ф = LI (магнитный поток в контуре);
  • Е= LdI/dt (ЭДС самоиндукции).

ЭДС определяет энергию магнитного поля, от этой величины зависит противодействие системы при изменении тока. При этом ЭДС самоиндукции направлена противоположно последнему.

Перевод слова «индукция» с латинского языка (induct) — побуждение, наведение. Исходя из сказанного, понятно, что это величина, которая характеризует магнитные свойства электрической цепи. Ток проводящего контура создаёт в окружающем его пространстве магнитное поле. При этом, возникающий в контуре поток Ф, имеет прямую ему пропорциональность. Формально записывается это так: Ф=LI, где L — коэффициент пропорциональности или коэффициент самоиндукции контура. Его определяют размеры и формы контура, а также, магнитная проницаемость среды.

Энергия W магнитного поля тока I определяется по формуле: W =LI2/2. При проведении аналогии между электрическим и механическими явлениями, энергия сопоставима с кинетической энергией тела T=mv2/2, где m — масса, v — скорость. Тогда индуктивность подобна массе, а ток — скорости. Это наглядное сравнение помогает лучше понять суть. Эта интересная характеристика определяет инерционные свойства электрического тока.

На практике для увеличения её значения применяют катушки с сердечниками из ферромагнетиков, их свойства имеют зависимость от напряжённости магнитного поля и, следовательно, I. В основном это ферритовые пластины из электротехнической стали. Эффективность применения сердечников довольно значительна: индуктивность катушки возрастает в несколько раз. Помимо цилиндрических, распространены тороидальные варианты, они позволяют достичь большей индуктивности, из-за наличия замкнутого магнитного потока.

Индуктивность соленоида определённой длины, имеющего N витков и площадь поперечного сечения S в среде, имеющей проницаемость m равна:

где m0— магнитная проницаемость вакуума.

Определение индуктивности

Измерение индуктивности катушки можно провести в лабораторных условиях. За единицу индуктивности в системе СИ принимается 1 Генри — она измеряется в контуре с магнитным потоком в 1 Вб, сила тока при этом в контуре равна 1 Амперу. В системе Гаусса индуктивность равняется 1 Гн = 10⁹ см.

Для того, чтобы её определить, нужно измерить действующее значение переменного тока и его частоту, а также, напряжение на катушке и её активное сопротивление:

  1. R —омическое сопротивление катушки.
  2. F — частоту переменного тока.
  3. U — напряжение.
  4. I — силу тока.

Применение катушек в технике

Явление электромагнитной индукции известно уже давно и широко применяется в технике. Примеры использования:

  • сглаживание пульсаций и помех, накопление энергии;
  • создание магнитных полей в различных устройствах;
  • фильтры цепей обратной связи;
  • создание колебательных контуров;
  • трансформаторы (устройство из двух катушек, связанных индуктивно);
  • силовая электротехника использует для ограничения тока при к. з. на ЛЭП (катушки индуктивности, называются реакторами);
  • ограничение тока в сварочных аппаратах — катушки индуктивности делают его работу стабильнее, уменьшая дугу, что позволяет получить ровный сварочный шов, имеющий наибольшую прочность;
  • применение катушек в качестве электромагнитов различных исполнительных механизмов;
  • обмотки электромагнитных реле;
  • индукционные печи;
  • установление качества железных руд, исследование горных пород при помощи определения магнитной проницаемости минералов.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector