Преобразование механической энергии в энергию электрического тока. Индуктивность контура.

Такое преобразование осуществляется в генерато­рах электрического тока. Принцип их действия осно­ван на вращении плоской рамки в однородном магнитном поле. Если поле однородно В=const и при этом рамка вращается с угловой скоростью ω, то магнитный поток сцепленный с рамкой площадью S будет равен:

Ф==B_nS=BScosα

где B_n — проекция вектора В на нормаль к поверхности S.

Так как рамка вращается, то угол поворота рамки можно записать:

α=ωt

Теперь можно переписать в виде:

Ф=BScos ωt

При вращении рамки в ней возбуждается переменная ЭДС индукции, равная:

Таким образом переменная ЭДС индукции изменяется по гармоническому закону. При sin ωt=1 индукция принимает максимальное амплитудное значение:

ε_{i max}=BSω

ε_i= ε_{i max} sin ωt

частота тока стандартизована и равна:

ν=ω/2π=50Гц

Увеличение амплитуды ε_{i max} можно достичь увеличением как В, так и S. Для увеличения В используют мощные постоянные магниты или элек­тромагниты, в который пропускают большой ток, а кроме того внутри электромагнита помещают сердеч­ники из материалов с большой магнитной проница­емостью μ.

Если вращать не один, а ряд витков, которые соединены последовательно, то это эквивалентно увеличению S.

Индуктивность контура:

Для количественной оценки самоиндукции проводника введена физическая величина, которая называется индуктивностью. Для заданного контура поток магнитной индукции пропорциональна вектору индукции. В свою очередь, согласно закону Био-Савара-Лапласа, модуль вектора индукции пропорциональна вектору индукции. Из этого следует:

Ф=LI

где L – коэффициент пропорциональности, который выражает индуктивность данного контура.

Индуктивность контура – это физическая величина, которая измеряется магнитным потоком через площадь, ограниченную контуром, если в этом контуре проходит единичный ток и нет других источников магнитного поля. Если форма контура неизменна и среды не изменяется, то L=const. Тогда величина ЕДС самоиндукции

пусть =1, тогда численно L=.Индуктивность контура измеряется величиной ЕДС, которая индуктируется в этом контуре, если сила тока в нем изменяется на единицу за секунду. Единица индуктивность – генри.

Индуктивность контура зависит от его формы, размеров, магнитной проницаемости среды и не зависит от химического состава проводника. В этом индуктивность аналогична электроемкости.