Потокозчеплення (повний магнітний потік) — фізична величина, що являє собою сумарний магнітний потік, який пронизує замкнутий провідний контур (ніби «зчіплюється» з ним). Позначається буквою . У СІ вимірюється у веберах.
Потокозчеплення | ||||
Одиниці вимірювання | ||||
---|---|---|---|---|
SI | Вебер | |||
СГС | Максвел | |||
Термін використовується переважно в електротехніці стосовно дискретних елементів кола — котушок індуктивності, а також є одним із основних параметрів, що описують обмотки електричних машин і електромеханічне перетворення енергії в них.
Визначення
Потокозчепленням називають сумарний магнітний потік
через поверхню (строгіше, ріманову поверхню), натягнуту на замкнутий контур. Від конфігурації натягнутої поверхні такий потік не залежить.
Магнітне поле, а отже, і магнітний потік, можуть створюватися струмом у цьому контурі або струмом в іншому контурі. Відповідно, розрізняють потокозчеплення самоіндукції (потокозчеплення елемента кола обумовлене електричним струмом у цьому ж елементі) і потокозчеплення взаємної індукції (потокозчеплення одного елемента електричного кола обумовлене електричним струмом в іншому елементі).
Поняття «потокозчеплення» (на відміну від «магнітний потік») не застосовують до фрагментів поверхні.
Основний випадок
Найчастіше розглядають потокозчеплення в котушці зі струмом у ситуації, коли магнітний потік у котушці створює вона сама; цей потік зчіплюється зі всіма витками.
Потокозчеплення в такому разі чисельно дорівнює сумі магнітних потоків, які проходять через кожен виток котушки, тобто за кількості витків N і однакового магнітного потоку в кожному витку потокозчеплення можна визначити як
- ,
де — магнітний потік одного витка [Вб].
В ідеальному соленоїді всі магнітні силові лінії проходять через кожен виток (тобто не перетинають бічної поверхні соленоїда), і, отже, магнітні потоки витків однакові. Однак на практиці магнітні потоки у витках котушки відрізняються і величину потокозчеплення визначають за формулою:
- ,
де — кількість витків, — номер витка, з яким зчеплений потік .
Якщо котушка має феромагнітне осердя, то потокозчеплення можна визначити за формулою:
- ,
де — магнітний потік через магнітопровід (осердя) котушки.
Величина потокозчеплення, крім магнітного потоку, має зв'язок зі струмом I в індуктивності, що визначається виразом:
- ,
де — індуктивність котушки [Гн]. Ця формула виражає принцип неперервності в часі потокозчеплення котушки індуктивності.
Принцип неперервності
Запас (енергії магнітного поля) в котушці індуктивності не може змінитися стрибком. Це виражає принцип неперервності в часі. Неможливість стрибкоподібної зміни потокозчеплення індуктивності пояснюється, своєю чергою, тим, що інакше на індуктивності з'явилася б нескінченно велика напруга, що суперечить досвіду.
Принцип неперервності також означає, що струм індуктивності не може змінитися стрибком (див. Перехідні процеси в електричних колах): — перший закон комутації.
Див. також
Література
- Иродов И. Е. Электромагнетизм. Основные законы. 2010. 319 с. —
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Potokozcheplennya povnij magnitnij potik fizichna velichina sho yavlyaye soboyu sumarnij magnitnij potik yakij pronizuye zamknutij providnij kontur nibi zchiplyuyetsya z nim Poznachayetsya bukvoyu PS displaystyle Psi U SI vimiryuyetsya u veberah PotokozcheplennyaOdinici vimiryuvannyaSI VeberSGS Maksvel Termin vikoristovuyetsya perevazhno v elektrotehnici stosovno diskretnih elementiv kola kotushok induktivnosti a takozh ye odnim iz osnovnih parametriv sho opisuyut obmotki elektrichnih mashin i elektromehanichne peretvorennya energiyi v nih ViznachennyaPotokozcheplennyam nazivayut sumarnij magnitnij potik PS B d S displaystyle Psi iint mathbf B cdot rm d mathbf S cherez poverhnyu strogishe rimanovu poverhnyu natyagnutu na zamknutij kontur Vid konfiguraciyi natyagnutoyi poverhni takij potik ne zalezhit Magnitne pole a otzhe i magnitnij potik mozhut stvoryuvatisya strumom u comu konturi abo strumom v inshomu konturi Vidpovidno rozriznyayut potokozcheplennya samoindukciyi potokozcheplennya elementa kola obumovlene elektrichnim strumom u comu zh elementi i potokozcheplennya vzayemnoyi indukciyi potokozcheplennya odnogo elementa elektrichnogo kola obumovlene elektrichnim strumom v inshomu elementi Ponyattya potokozcheplennya na vidminu vid magnitnij potik ne zastosovuyut do fragmentiv poverhni Osnovnij vipadokNajchastishe rozglyadayut potokozcheplennya v kotushci zi strumom u situaciyi koli magnitnij potik u kotushci stvoryuye vona sama cej potik zchiplyuyetsya zi vsima vitkami Potokozcheplennya v takomu razi chiselno dorivnyuye sumi magnitnih potokiv yaki prohodyat cherez kozhen vitok kotushki tobto za kilkosti vitkiv N i odnakovogo magnitnogo potoku v kozhnomu vitku potokozcheplennya mozhna viznachiti yak PS N F 1 displaystyle Psi N Phi 1 de F 1 displaystyle Phi 1 magnitnij potik odnogo vitka Vb V idealnomu solenoyidi vsi magnitni silovi liniyi prohodyat cherez kozhen vitok tobto ne peretinayut bichnoyi poverhni solenoyida i otzhe magnitni potoki vitkiv odnakovi Odnak na praktici magnitni potoki u vitkah kotushki vidriznyayutsya i velichinu potokozcheplennya viznachayut za formuloyu PS i 1 N F i displaystyle Psi sum i 1 N Phi i de N displaystyle N kilkist vitkiv i displaystyle i nomer vitka z yakim zcheplenij potik F i displaystyle Phi i Yaksho kotushka maye feromagnitne oserdya to potokozcheplennya mozhna viznachiti za formuloyu PS N F C displaystyle Psi N Phi C de F C displaystyle Phi C magnitnij potik cherez magnitoprovid oserdya kotushki Velichina potokozcheplennya krim magnitnogo potoku maye zv yazok zi strumom I v induktivnosti sho viznachayetsya virazom PS I L displaystyle Psi IL de L displaystyle L induktivnist kotushki Gn Cya formula virazhaye princip neperervnosti v chasi potokozcheplennya kotushki induktivnosti Princip neperervnostiDokladnishe Princip neperervnosti Zapas energiyi magnitnogo polya v kotushci induktivnosti ne mozhe zminitisya stribkom Ce virazhaye princip neperervnosti v chasi Nemozhlivist stribkopodibnoyi zmini potokozcheplennya induktivnosti poyasnyuyetsya svoyeyu chergoyu tim sho inakshe na induktivnosti z yavilasya b neskinchenno velika napruga sho superechit dosvidu Princip neperervnosti takozh oznachaye sho strum induktivnosti ne mozhe zminitisya stribkom div Perehidni procesi v elektrichnih kolah i L 0 i L 0 displaystyle i L 0 i L 0 pershij zakon komutaciyi Div takozhMagnitnij potik Induktivnist Kotushka induktivnostiLiteraturaIrodov I E Elektromagnetizm Osnovnye zakony 2010 319 s ISBN 978 5 9963 0281 9