Главная >> Физика 11 кл. Мякишев

Глава 4. Электромагнитные колебания

Катушка индуктивности в цепи переменного тока

При изменении силы тока по гармоническому закону

i = Im sin ωt

ЭДС самоиндукции равна:

е_i = —Li' = —LωI_m cos ωt.                         (4.32)

Так как u = —e_i напряжение на концах катушки оказывается равным

где U_m = LωI_m — амплитуда напряжения.

Следовательно, колебания напряжения на катушке опережают по фазе колебания силы тока на , или, что то же самое, колебания силы тока отстают по фазе от колебаний напряжения на (рис. 4.18).

Амплитуда силы тока в катушке равна:

Если ввести обозначение

ωL = Х_L                     (4.34)

и вместо амплитуд силы тока и напряжения использовать их действующие значения, то получим:

Величину X_L, равную произведению циклической частоты на индуктивность, называют индуктивным сопротивлением.

Согласно формуле (4.35) действующее значение силы тока связано с действующим значением напряжения и индуктивным сопротивлением соотношением, подобным закону Ома для цепи постоянного тока.

Индуктивное сопротивление зависит от частоты ω. Постоянный ток вообще «не замечает» индуктивности катушки. При ω = 0 индуктивное сопротивление равно нулю (X_L = 0).

Чем быстрее меняется напряжение, тем больше ЭДС самоиндукции и тем меньше амплитуда силы тока.

Катушка индуктивности оказывает сопротивление переменному току. Это сопротивление, называемое индуктивным, равно произведению циклической частоты на индуктивность. Колебания силы тока в цепи с индуктивностью отстают по фазе от колебаний напряжения на .

Вопросы к параграфу

1. Как связаны между собой действующие значения силы тока и напряжения на катушке индуктивности, активным сопротивлением которой можно пренебречь?

2. Почему ЭДС самоиндукции и напряжение на катушке имеют противоположные знаки?

<<< К началу