Зара индукция былысы

рбір контурдаы ЭК-і баса контурдаы токты тудыратын магнит аыныны згерісі есебінен пайда болады. Бл былыс зара индукция былысы деп аталады.

Бір-біріне жаын орналасан екі озалмайтын контурларды арастырайы Егер 1 контурда ток жрсе, ол екінші контур арылы тетін толы магнит аынын тудырады

, (1.8)

онда осы сияты екінші контурда ток жрсе, ол бірінші контур арылы тетін толы магнит аынын тудырады

. (1.9)

жне коэффициенттері – бірінші контурды екінші контура атысты жне сйкесінше екінші контурды бірінші контура атысты зара индуктивтілігі деп аталады. Сызыты орталарда, мысалы ферромагнетиктер жо кезде, .

зара индуктивтілік магниттік байланысан контурларды геометриялы лшемдеріне, оларды орналасуына жне ортаны магниттік асиеттеріне туелді.

Электрмагниттік индукция заына сйкес 1 жне 2 контурларда пайда болатын ЭК-тері:

, . (1.10)

Токтар мен кернеулерді трлендіруші рылылар – трансформаторларды жмыс істеу принципі электрмагниттік индукция былысына негізделген.

Магнит рісіні энергиясы

Егер индуктивтілігі контурда ток жрсе, онда тізбекті ажырату мезетінде жойылып кететін магнит рісіні энергиясы есебінен жмыс атаратын индукциялы ток пайда болады. Энергияны саталу жне айналу заына сйкес магнит рісіні энергиясы негізінен электр рісіні энергиясына айналады, осыны нтижесінде ткізгіш ызады.

Жмыс атынасымен аныталады. (1.6)-ны олданып, аламыз.

Магнит рісіні энергиясыны кемуі токты жмысына те, сондытан

. (1.11)

Сонымен, ток тетін индуктивтілігі контур

энергияа ие болады.

Энергияны зын соленоидты жне рнектерін олданып, магнит индукциясы арылы рнектеуге болады. Нтижесінде клемдегі біртекті рісті энергиясыны формуласын аламыз

. (1.12)

Магниттік энергия магнит рісі бар кеістікте жинаталады жне осы клемде клемдік тыыздыпен таралады

, (1.13)

мндаы - энергияны клемдік тыыздыы барлы жерде бірдей деп есептелген шектегі магнит рісіні аз аймаыны клемі.

клемдегі магнит рісіні энергиясы .

Дріс. Максвелл теориясыны негіздері

Дрісті масаты:

- Максвеллді тедеулер жйесіні физикалы маынасын ашу;

- ыысу тогы ымын енгізу.

Максвелл тжірибеден алынан задарды жйелеп, электрдинамиканы негізгі теориясын жасады. Бл теория электр жне магнитстатиканы маызды задары - Гаусс теоремасы мен толы ток заы [1], электромагниттік индукция задарыны жалпы трі болып табылады.

Йынды электр рісі

Электрмагниттік индукция былысын оып-йрену кезінде айнымалы магнит рісінде тыныштыта тран контурда индукциялы ток пайда болатыны байалан. Оны пайда болу себебі бгде кштерді сері. Бл кштерді табиаты электростатикалы, магниттік емес жне жылулы немесе химиялы процесстермен де байланысты емес. Максвелл магнит рісіні кез келген згерісі оршаан кеістікте индукцияланан электр рісін тудырады, бл контурдаы индукциялы токты туындау себебі болып саналады деген болжам айтты.

Электрстатикалы рістен ерекшелігі индуцияланан электр рісі потенциалды емес йынды электр рісі болып табылады, себебі осы рісте бірлік о зарядты тйы контур бойымен орын ауыстыранда атарылан жмыс нлге те емес, ол индукцияны ЭК-не те

, (2.1)

мндаы - айнымалы магнит рісімен индукцияланан электр рісіні кернеулігі.

Электрмагниттік индукция заынан (1.1),

(2.2)

жазуа болады.

Жалпы жадайда электр рісі электрстатикалы ріс жне уаыт бойынша згеретін магнит рісіні тудыратын рісіні осындысынан трады. Себебі, электрстатикалы рісті циркуяциясы нлге те, (2.2) тедеуді рісі осы екі рісті векторлы осындысынан тратын жалпы ріс шін келесі трде жазуа болады . (2.3)

Максвелді бірінші тедеуі (2.3) электромагниттік ріске ойша енгізілген кез-келген озалмайтын тйы контур бойынша алынан векторыны циркуляциясы теріс табамен алынан беттен тетін магнит аыныны згеру жылдамдыына те. Бдан Максвелл теориясыны бірінші тжырымы: магнит рісіні кез-келген згерісі йынды электр рісін тудырады.

Ыысу тогы

Максвелл айнымалы электр рісі электр тогы секілді магнит рісіні кзі болады деп болжай келе, толы ток заын толытырды[1]. Айнымалы электр рісіні «магниттік серіні» санды трде сипаттау шін ыысу тогы деген ым енгізілді.

Траты ток тізбегінде конденсатор зіліс болып табылады, ал айнымалы токты мндай тізбекте тетіндігі белгілі. Тізбекті барлы тізбектей жаланан элементерінде де ткізгіштік квазистационар ток кші бірдей болады. Конденсаторда электрондарды озалысымен байланысты ткізгіштік токты болуы ммкін емес, себебі конденсатор астарларыны арасы диэлектрикпен толтырылан. Бдан шыатын орытынды, конденсаторда ткізгіштік токты тйытайтын андай да бір процесс теді, бл – ыысу тогы. Айнымалы ток тізбегінде (2.1 суретті ара) конденсатор астарлары

2.1 сурет арасында кернеулігі электр рісі

бар. Бл формулада - астардаы зарядты беттік тыыздыы, - астарлар арасындаы затты диэлектрік тімділігі.

Заряды жне пластиналарды ауданы конденсатор астарлары арасындаы электр ыысуы .

Тізбектегі ток кші , бдан

, (2.4)

яни конденсатор астарлары арасындаы электр ыысуыны згеру жылдамдыы тізбектегі токты тйытайтын процесс болып табылады. Онда астарлар арасындаы кеістіктегі ыысу тогыны тыыздыы

. (2.5)

Максвелді теориясына сйкес (екінші тжырымы), ыысу тогы ткізгіштік ток сияты йынды магнит рісіні кзі болып табылады (2.1 суретті ара).

Максвелді екінші тедеуін мына трде жазуа болады

, (2.6)

мндаы - толы ток тыыздыы.

(2.6) тедеу электромагниттік ріске ойша енгізілген кез-келген озалмайтын тйы контур бойынша алынан магнит рісіні кернеулік векторыны циркуляциясы беттен тетін ткізгіштік жне ыысу токтарыны алгебралы осындысына те болатынын крсетеді.