Явление самоиндукции. Индуктивность контура
Самоиндукция является частным случаем электромагнитной индукции, когда изменяющийся магнитный поток, вызывающий ЭДС индукции, создается током в самом контуре. Если ток в рассматриваемом контуре изменяется, то изменяется и магнитное поле этого тока, а, следовательно, и собственный магнитный поток, пронизывающий контур. В контуре возникает ЭДС самоиндукции, которая согласно правилу Ленца препятствует изменению тока в контуре.
Собственный магнитный поток Φ, пронизывающий контур или катушку с током, пропорционален силе тока I:
(8)
где L - коэффициент самоиндукции или индуктивность катушки. Единица индуктивности в СИ называется генри (Гн), 1 Гн = 1 Вб/1A.
Пример. Рассчитать индуктивность длинного соленоида, имеющего N витков, площадь сечения S и длину l.
;
, , (9)
где - число витков на единицу длины; объем соленоида.-
Индуктивность соленоида пропорциональна квадрату числа витков на единицу его длины, объему соленоида и магнитной проницаемости вещества сердечника соленоида.
ЭДС самоиндукции, возникающая в катушке с постоянным значением индуктивности,
, при L = const , (10)
т.е. ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна индуктивности катушки и скорости изменения силы тока в ней.
Из аналогии следует физический смысл индуктивности: индуктивность контура является мерой инертности контура по отношению к изменению тока в контуре.
Транзисторы
Транзистор - главный компонент в любой электрической схеме. Эта статья именно о них и написана для начинающих радиолюбителей. Транзистор - своего рода усилительный ключ, принцип работы похож на тиристора. Без транзисторов в электронике никак не обойтись, на них собирают буквально все - простейшие мигалки, транзисторные усилители мощности низкой частоты, радиоприемники и передатчики, телевизионная и видео аппаратура и многие другие устройства. Транзисторами можно увеличить или снизить первоначальное напряжения источника питания, если они используются в схемах преобразователей. Сам транзистор - полупроводниковый прибор, в основном кристалл транзистора делают из кремния или германия. Транзисторы бывают двух видов - однополярные и двухполярные, соответственно полевые и биполярные. По проводимости тоже бывают двух видов - транзисторы прямой проводимости (п - н - п) и транзисторы обратной проводимости (н - п - н). Н -П - от латыни негатив и позитив. На схемах легко можно отличить какой проводимости транзистор использован - если стрелка эмиттера входит в транзистор, значит он прямой проводимости, если же выходит из транзистора, значит транзистор имеет обратную проводимость тока. Для работы транзистора на базу подают маленький ток, впоследствии которого транзистор открывается и может пропустить более большой ток через эмиттер - коллектор, то есть подавая сравнительно маленький ток на базу мы можем управлять более большим токам. Иными словами, прилагая лёгкое усилие поворачивая водопроводный кран, мы управляем мощным потоком воды. Транзистор может находится в двух состояниях, он открыт - когда на базу подано напряжение (рабочее состояние транзистора) и закрыт, когда ток не течет на базу (состояние покоя транзистора). По рабочей частоте часто всего используют низкочастотные и высокочастотные транзисторы. Низкочастотные транзисторы применяют для силовых цепей преобразователей напряжения, усилителей мощности в блоках питания и так далее. Низкочастотные транзисторы как правило бывают большей мощности. Высокочастотные транзисторы работающие на частотах в несколько гигагерц тоже применяются очень часто. В основном они нашли широкое применения в радиоприёмной и передающей аппаратуре, в усилителях высокой частоты и во многих других приборах. Такие транзисторы имеют сравнительно маленькую мощность, они незаменимы в области радиоприема и передачи. Транзисторы бывают самых разных форм и размеров - от невидимого для человеческих глаз чип элементов для поверхностного монтажа, до мегамощных транзисторов размером с дом.
Последние могут иметь мощность до сотни мегаватт, их в основном используют в электростанциях и на заводах. Для лучшей проводимости тока по контактам транзистора высокой частоты часто наносят тонкий слой золота или серебра, но в последнее время такие транзисторы встречаются очень редко, в основном такие транзисторы использовались в радиоаппаратуре времен советского союза.
Задание 2. Решение задач
№ 8.Вычислите электроемкость плоского парафинового конденсатора состоящего из двух круглых пластин диаметром 20 см, если расстояние между ними 1 мм.
№12.Определите мощность лампы автомобильной фары, если сила тока в ней 3,3 А, а напряжение бортовой сети 12 В?
№18.Двигатель насоса был включен 30 мин. Какую работу он совершил, если потреблял ток силой 3,7 А, а напряжение в сети было 600 В?
№25.Сила тока в двигателе транспортера равна 3,2 А. За 40 мин двигатель совершил работу 2,9 кДж. Каково напряжение в сети?
№31 Найти эквивалентное сопротивление цепи на рисунке, если сопротивление каждого резистора
№35.Три сопротивления , и , а также источник тока с ЭДС соединены, как показано на рисунке. Определите ЭДС источника тока, который надо подключить в цепь между точками А и В, чтобы в сопротивлении R3 шел ток силой 1А в направлении, указанном стрелкой. Сопротивлением источника тока пренебречь.