Induktivitāte.
Maiņstrāva.
P. Puķītis.
Fizika 11. klasei: 144-155. lpp.
Induktivitāte
• Ja spolē plūst nemainīga strāva I (līdzstrāva), tad
spoles vijumu ietverto laukumu šķērso nemainīga
magnētiskā plūsma Φ, kas ir tieši proporcionāla
strāvas stiprumam I
Φ = LI
• Proporcionalitātes koeficients L ir spoles
induktivitāte
Induktivitāte
• Induktivitāte L ir atkarīga no
– spoles izmēriem (spoles vijuma laukums S; garums l),
– vijumu skaita N,
– serdes magnētiskajām īpašībām (serdes magnētiskā
caurlaidība μ)
• Cilindriskai spolei
L = μ0μN2
S
l
μ0 - vakuuma magnētiskā konstante
https://www.fizmix.lv/resources/web/fiztmuattli/2014-05-19_10_13_34_spolesindukt2solis.png
Induktivitāte
• Tā kā feromagnētiska materiāla
magnētiskā caurlaidība μ ir atkarīga no
spoles vijumos plūstošās strāvas, tad
arī spoles ar feromagnētisku serdi
induktivitāte ir atkarīga no strāvas
stipruma spolē.
• SI sistēmā induktivitātes mērvienība ir
Wb/A jeb H [Henrijs]
https://en.wikipedia.org
Pašindukcija
• Ja mainās strāvas stiprums I spolē, tad mainās
magnētiskā plūsma Φ spoles vijumu ietvertā
laukumā S
• Rezultātā spolē inducējas elektrodzinējspēks ε
http://makeagif.com/i/rBgS6b
Pašindukcija
• Pēc Lenca likuma pašindukcijas EDS radītā
strāva plūst tādā virzienā, lai kompensētu tās
strāvas izmaiņas, kas radīja pašindukcijas EDS:
– ja strāvas stiprums ķēdē sāk pieaugt, pašindukcijas
strāva plūst pretējā virzienā, kavējot kopējās
strāvas stipruma pieaugumu ķēdē
– ja stāvas stiprums ķēdē samazinās, pašindukcijas
strāva plūst tādā pašā virzienā, kavējot strāvas
stipruma samazināšanos
https://www.fizmix.lv/lat/fiztemas/elektromagnetisms/induktivitate_un_pasindukcija/
Pašindukcijas EDS modulis
• Ja spolē, kurai ir nemainīga induktivitāte L,
strāvas stiprums laika intervālā Δt izmainās
par ΔI, tad pašindukcijas modulis
t
I
L
∆
∆
=ε
Pašindukcija elektriskajā ķēdē
• Pašindukcijas parādība rodas, ja elektrisko ķēdi,
kurā ir spole ar indutivitāti L, ieslēdz vai izslēdz.
– Ķēdi ieslēdzot, pašindukcijas EDS kavē strāvas stipruma
pieaugumu, tāpēc strāva pieaug pakāpeniski
– Ķēdi izslēdzot, pašindukcijas EDS var būt tik liels, ka
rodas dzirksteļošana
http://s.hswstatic.com/gif/change-spark-plugs-1.jpg
Benzīna iekšdedzes dzinējos aizdedzes
sveces dzirkstele rodas, pārtraucot
elektrisko ķēdi kontūrā, kurā ir lielas
induktivitātes aizdedzes spole.
Magnētiskā lauka enerģija
• Ja spolē magnētiskā plūsma pieaug, strāvas avotam,
kas pieslēgts spolei, jāveic darbs, lai pārvarētu
pašindukcijas EDS
• Strāvas avota darba rezultātā pieaug spoles
magnētiskā lauka enerģija W
• magnētiskā lauka enerģija W ir atkarīga no
– spoles induktivitātes L
– strāvas stipruma spolē I
Maiņstrāva
• Ja starp pastāvīga magnēta poliem griež vada
rāmīti, tad starp rāmīša vada galiem inducējas
mainīgas vērtības EDS
https://fizmix.lv/lat/fiztemas/elektromagnetisms/mainstrava/
Maiņstrāva
• Maiņstrāvai spriegums U, EDS un strāvas stiprums I
mainās tāpat, kā mainās vērtības sinusa un
kosinusa funkcijai
Svārstību amplitūda A ir ķermeņa maksimālā
novirze no līdzsvara stāvokļa (m).
Svārstību periods T ir laiks, kurā notiek pilna
svārstība (s).
Svārstību frekvence ν [nī] ir svārstību laiks
vienā noteiktā laika vienībā, piemēram -
sekundē. Mērvienība – hercs (Hz).
Amplitūda A = 0,4 m
Periods T = 1,2 s
T
1
=ν
Frekvence
ν = 1:1,2 s = 0,83 Hz
Maiņstrāva
Sprieguma maiņas periods T = 20 ms
Maiņstrāvas frekvence ν = 1/T = 1/20·10-3
= 0,05·103
= 50 Hz
Amplitūda jeb maksimālā sprieguma vērtība Um ≈ 310 V
http://www.physics-chemistry-interactive-flash-animation.com/electricity_electromagnetism
Sprieguma efektīvā vērtība
• Enerģijas maiņas un veiktā darba aprēķiniem
izmanto sprieguma vidējo kvadrātisko vērtību –
sprieguma efektīvo vērtību
• Tā ir reizes mazāka par maksimālo vērtību Um
2
m
ef
U
U =
2
Maiņstrāvas ražošana
https://serious.io/gif/0eb0789bb97903ba
Papildus informācijas avoti:
• https://www.fizmix.lv/lat/fiztemas/elektromagnetisms/induktivitate_un_pasindukcija/
• http://www.dzm.lu.lv/fiz/IT/F_11/default.aspx@tabid=3&id=620.html
• https://fizmix.lv/lat/fiztemas/elektromagnetisms/mainstrava/
• http://www.dzm.lu.lv/fiz/IT/F_11/default.aspx@tabid=3&id=630.html
• Электромагнитные колебания и волны
http://interneturok.ru/ru/school/physics/11-klass
Videostundas krievu valodā:
JAUTĀJUMI?

F 11 61 Induktivitāte. Maiņstrāva

  • 1.
  • 2.
    Induktivitāte • Ja spolēplūst nemainīga strāva I (līdzstrāva), tad spoles vijumu ietverto laukumu šķērso nemainīga magnētiskā plūsma Φ, kas ir tieši proporcionāla strāvas stiprumam I Φ = LI • Proporcionalitātes koeficients L ir spoles induktivitāte
  • 3.
    Induktivitāte • Induktivitāte Lir atkarīga no – spoles izmēriem (spoles vijuma laukums S; garums l), – vijumu skaita N, – serdes magnētiskajām īpašībām (serdes magnētiskā caurlaidība μ) • Cilindriskai spolei L = μ0μN2 S l μ0 - vakuuma magnētiskā konstante
  • 4.
  • 5.
    Induktivitāte • Tā kāferomagnētiska materiāla magnētiskā caurlaidība μ ir atkarīga no spoles vijumos plūstošās strāvas, tad arī spoles ar feromagnētisku serdi induktivitāte ir atkarīga no strāvas stipruma spolē. • SI sistēmā induktivitātes mērvienība ir Wb/A jeb H [Henrijs] https://en.wikipedia.org
  • 6.
    Pašindukcija • Ja maināsstrāvas stiprums I spolē, tad mainās magnētiskā plūsma Φ spoles vijumu ietvertā laukumā S • Rezultātā spolē inducējas elektrodzinējspēks ε http://makeagif.com/i/rBgS6b
  • 7.
    Pašindukcija • Pēc Lencalikuma pašindukcijas EDS radītā strāva plūst tādā virzienā, lai kompensētu tās strāvas izmaiņas, kas radīja pašindukcijas EDS: – ja strāvas stiprums ķēdē sāk pieaugt, pašindukcijas strāva plūst pretējā virzienā, kavējot kopējās strāvas stipruma pieaugumu ķēdē – ja stāvas stiprums ķēdē samazinās, pašindukcijas strāva plūst tādā pašā virzienā, kavējot strāvas stipruma samazināšanos
  • 8.
  • 9.
    Pašindukcijas EDS modulis •Ja spolē, kurai ir nemainīga induktivitāte L, strāvas stiprums laika intervālā Δt izmainās par ΔI, tad pašindukcijas modulis t I L ∆ ∆ =ε
  • 10.
    Pašindukcija elektriskajā ķēdē •Pašindukcijas parādība rodas, ja elektrisko ķēdi, kurā ir spole ar indutivitāti L, ieslēdz vai izslēdz. – Ķēdi ieslēdzot, pašindukcijas EDS kavē strāvas stipruma pieaugumu, tāpēc strāva pieaug pakāpeniski – Ķēdi izslēdzot, pašindukcijas EDS var būt tik liels, ka rodas dzirksteļošana http://s.hswstatic.com/gif/change-spark-plugs-1.jpg Benzīna iekšdedzes dzinējos aizdedzes sveces dzirkstele rodas, pārtraucot elektrisko ķēdi kontūrā, kurā ir lielas induktivitātes aizdedzes spole.
  • 11.
    Magnētiskā lauka enerģija •Ja spolē magnētiskā plūsma pieaug, strāvas avotam, kas pieslēgts spolei, jāveic darbs, lai pārvarētu pašindukcijas EDS • Strāvas avota darba rezultātā pieaug spoles magnētiskā lauka enerģija W • magnētiskā lauka enerģija W ir atkarīga no – spoles induktivitātes L – strāvas stipruma spolē I
  • 12.
    Maiņstrāva • Ja starppastāvīga magnēta poliem griež vada rāmīti, tad starp rāmīša vada galiem inducējas mainīgas vērtības EDS https://fizmix.lv/lat/fiztemas/elektromagnetisms/mainstrava/
  • 13.
    Maiņstrāva • Maiņstrāvai spriegumsU, EDS un strāvas stiprums I mainās tāpat, kā mainās vērtības sinusa un kosinusa funkcijai
  • 14.
    Svārstību amplitūda Air ķermeņa maksimālā novirze no līdzsvara stāvokļa (m). Svārstību periods T ir laiks, kurā notiek pilna svārstība (s). Svārstību frekvence ν [nī] ir svārstību laiks vienā noteiktā laika vienībā, piemēram - sekundē. Mērvienība – hercs (Hz). Amplitūda A = 0,4 m Periods T = 1,2 s T 1 =ν Frekvence ν = 1:1,2 s = 0,83 Hz
  • 15.
    Maiņstrāva Sprieguma maiņas periodsT = 20 ms Maiņstrāvas frekvence ν = 1/T = 1/20·10-3 = 0,05·103 = 50 Hz Amplitūda jeb maksimālā sprieguma vērtība Um ≈ 310 V
  • 16.
  • 17.
    Sprieguma efektīvā vērtība •Enerģijas maiņas un veiktā darba aprēķiniem izmanto sprieguma vidējo kvadrātisko vērtību – sprieguma efektīvo vērtību • Tā ir reizes mazāka par maksimālo vērtību Um 2 m ef U U = 2
  • 18.
  • 19.
    Papildus informācijas avoti: •https://www.fizmix.lv/lat/fiztemas/elektromagnetisms/induktivitate_un_pasindukcija/ • http://www.dzm.lu.lv/fiz/IT/F_11/default.aspx@tabid=3&id=620.html • https://fizmix.lv/lat/fiztemas/elektromagnetisms/mainstrava/ • http://www.dzm.lu.lv/fiz/IT/F_11/default.aspx@tabid=3&id=630.html • Электромагнитные колебания и волны http://interneturok.ru/ru/school/physics/11-klass Videostundas krievu valodā:
  • 20.