Prezentācija fizikā Jelgavas Vakara (maiņu) vidusskolas 11.kl. skolēniem: induktivitāte, maiņstrāva

1. Induktivitāte.
Maiņstrāva.
P. Puķītis.
Fizika 11. klasei: 144-155. lpp.

2. 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

3. 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

4. https://www.fizmix.lv/resources/web/fiztmuattli/2014-05-19_10_13_34_spolesindukt2solis.png

5. 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

6. 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

7. 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

8. https://www.fizmix.lv/lat/fiztemas/elektromagnetisms/induktivitate_un_pasindukcija/

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 starp pastāvīga magnēta poliem griež vada
rāmīti, tad starp rāmīša vada galiem inducējas
mainīgas vērtības EDS
https://fizmix.lv/lat/fiztemas/elektromagnetisms/mainstrava/

13. Maiņstrāva
• Maiņstrāvai spriegums U, EDS un strāvas stiprums I
mainās tāpat, kā mainās vērtības sinusa un
kosinusa funkcijai

14. 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

15. 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

16. http://www.physics-chemistry-interactive-flash-animation.com/electricity_electromagnetism

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. Maiņstrāvas ražošana
https://serious.io/gif/0eb0789bb97903ba

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. JAUTĀJUMI?