Магниттер және олардың қасиеттері
Магнит өрісінің энергиясы
жүктеу/скачать 405,94 Kb.
|
дәріс 3
| Магнит өрісінің энергиясы
Кедергі мен индуктивтігі бар тізбекті қосқан кезде, ток бірден өзінің тұрақталған мәні I=U/R жетпейді, себебі индукцияланған өздік индукция ЭҚК-і еl = —L • Δi/Δt (2.35 ) токтың өзгеруіне қарама-қарсы әсер етіп, оның өсуін кідіртеді (21-сурет). Ток біртіндеп өскен кезде қоршаған ортада ток көзі шығындаған энергияның бір белегі жинақталады. Тізбектегі ток өзінің тұрақталған мәніне I=U/R жеткен кезде, оның өсуі токталады және өздік индукция ЭҚК-і жоғалады. Сонымен, тізбек қосылғанда электр энергиясы көзінің кернеуі R кедергіні жеңуге шығындалып қоймай, өздік индукцияның ЭҚК-ін жеңуге де шығындалады, яғни U = iR+ (-eL) = {IR + L Δi/Δt ) (2.36) Осы кернеу теңдеуін іΔt-ға көбейтіп, тізбектің энергетикалық теңдеуін аламыз. UiΔt = i2RΔt + LiΔt (2.37) Осы теңдеудің сол жақтағы бөлігі электр көзінің тізбекке Δt уақыт ішінде берген энергиясын өрнектейді. Теңдеудің оң жағындағы бірінші мүше сол уақыт ішінде R кедергіні қыздыруға кеткен энергияны анықтап тұр. Теңдеудің оң жағындағы екінші мүше Δt уақыт ішінде ток Δі-ге үлкейгенде магниттік ағында қорланатын энергияны аныктап тұр, яғни ΔWu = LiΔi = ψΔi (2.38) 21 Сурет – Индукциялық тізбекке токтың қосу графигі Егер магнит өрісінде ферромагниттік материалдар болмаса, онда магниттік ағын Ф, демек, ағын тұтасуы ψ-да ток I-ге тікелей пропорционал. Ағын тұтасуының токқа тікелей тәуелділігі, графикалық түрде 22-суретте, координат басы арқылы өтетін және ток осімен ψ мен I үшін таңдап алынған масштабка тәуелді, а бұрышын жасайтын тіке сызықпен бейнеленген. Графикте магнит өрісінің энергиясы ψΔі штрихталған ауданмен өрнектеледі. Магнит өрісі, тұрақталған ток I=U/R мәніне лайықты Ф = wI/Rм мәніне жеткен кезде, өздік индукция ЭҚК-і жойылады және магнит өрісіндегі эиергияның қорлануы токталады. Магнит өрісінде қорланған энергия Wu тізбектегі ток 0-ден тұрақталған мәні I-ге дейін өскен кезде, графикте барлық ψΔі аудандардың қосындысымен айкын далады, яғни катеттері ψ және I тікбұрышты үшбұрыштың ауданымен айқындалады, яғни WM =ψI/2 = LI2/2 (2.39) Кейбір есептеулер үшін, магнит өрісінің үлесті энергиясы деп аталатын, магнит өрісінің көлем бірлігіндегі қоры керек болады. Алғы формулада ψ = wФ= wBS және wI=lН ауыстырып, теңдіктерін аламыз, Wм/lS=WM/V=BH/2 мұндағы V = lS — бірқалыпты магнит өрісі алып тұрған көлем. 22 Сурет – Магнит өрісінде энергия жиналуының графикалық өрнектелуі жүктеу/скачать 405,94 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|