Взаимная индуктивность
Если имеются два контура или две катушки, по которым протекает ток, и катушки расположены близко одна от другой, то часть магнитного потока первой катушки пронизывает витки второй и, наоборот, часть магнитного потока второй катушки пронизывает витки первой катушки. Такие катушки называются индуктивно или магнитно связанными (см.рис.14).
Обозначим потокосцепление второго контура, имеющего n2 витков, за счет пронизывающего второй контур потока Ф1,2 созданного током I1 в первом контуре, через Y1,2 = n2 × Ф1,2, а потокосцепление первого контура, имеющего n1 витков, за счет пронизывающего первый контур потока Ф2,1, созданного током I2 во втором контуре, через Y2,1 = n1 ×Ф2,1; потокосцепление Y1,2 пропорционально току I1, а Y2,1 пропорционально току I2.
Отношение
|
|
|
называют взаимной индуктивностью первого и второго контуров.
Коэффициент пропорциональности между потокосцеплением Y1,2 второй катушки и током I1 первой катушки называют взаимной индуктивностью катушек.
|
|
|
Взаимная индуктивность измеряется в Генри как и индуктивность. Найдем связь между индуктивностями L1 и L2 элементов и их взаимными индуктивностями М1,2 и М2,1.
Составим соотношение:
|
|
|
|
|
|
Перемножим два последних выражения и получим:
|
|
|
При равенстве взаимных индуктивностей получим
|
|
|
Коэффициент К называют коэффициентом магнитной связи. К может меняться от нуля до единицы, когда весь поток самоиндукции одной катушки сцеплен с витками второй катушки. Самое широкое применение такие катушки нашли в трансформаторах.
При анализе индуктивно связанных цепей необходимо знать, как направлены по отношению друг к другу магнитные потоки самоиндукции. Для этого прибегают к разметке зажимов индуктивно связанных катушек.
Два зажима, принадлежащие двум разным катушкам с магнитной связью, называются одноименными, если при одинаковом направлении токов относительно этих зажимов магнитные потоки самоиндукции и взаимной индукции складываются. Одноименные зажимы на схемах обозначаются точками.
При последовательном соединении двух индуктивно связанных катушек возможны два вида их включения – согласное и встречное (см.рис.15).
Для примера использования выше указанного материала, для практического применения рассмотрим схему проверки выводов обмотки статора электрического двигателя.
Если маркировка обмотки статора отсутствует, необходимо проверить правильность соединения выводов обмоток машин переменного тока (рис.16).
Источник питания (батарея, аккумулятор) подключают с помощью переключателя к одной из фаз (рис.16а), а к выводам других фаз поочередно присоединяют вольтметр РV так, чтобы в момент подачи напряжения от источника питания стрелка прибора отклонится вправо. В этом случае "плюс" батареи и "минус" вольтметра соединены одноименными выводами фаз.
Маркировку выводов проверяют попарным включением фаз. Две последовательно соединенные обмотки или фазы подключаются к источнику питания, а третью -к вольтметру. Если первые две обмотки соединены одноименными выводами (рис.16б), стрелка вольтметра при включении батареи не отклонится.