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 = μ0μN2S

lμ0 - 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/wiki/Joseph_Henry

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

tI

L

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

T1

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_interactive/sine_waveform_voltage_AC.htm

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

2m

efU

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?