Самоиндукција

Оглед:

У струјно коло су повезане две исте сијалице, калем и променљиви отпорник. Отпорности калема и променљивог отпорника су исте.

Када се укључи прекидач обе сијалице ће се упалити, али неће истовремено почети да светле истом јачином. Сијалица 1 ће одмах засветлити максималном јачином, док ће сијалица 2 максималну јачину достићи након неког времена. То значи да струја кроз сијалицу 1 има сталну јачину, док у делу са сијалицом 2 јачина струје постепено расте.

Пре укључивања прекидача кроз коло не протиче струја, па нема ни магнетног поља. Флукс обухваћен калемом је $\Phi =0$ . Када се укључи прекидач, кроз калем почиње да протиче електрична струја. При повећању струје повећава се и њено магнетно поље. Пошто долази до промене магнетног поља у калему, у њему се индукује струја. Ова индукована струја тежи да поништи промену флукса, па је њен смер супротан од смера струје коју даје извор.

Када електрична струја у колу достигне сталну вредност сијалица 2 ће засветлити истом јачином као и сијалица 1.

Када се искључи прекидач сијалица 1 се одмах гаси, а сијалица 2 ће се гасити постепено. Искључивањем прекидача у калему почиње да опада магнетни флукс, што за последицу има појаву индуковане струје. Индукована струја тежи да поништи смањивање флукса. Смер индуковане струје је исти као што је био смер струје пре искључивања прекидача.

Ова појава се назива самоиндукција и она настаје због промене струје у самој контури (проводнику). Када се повећава јачина електричне струје, струја самоиндукције има супротан смер, а када се смањује јачина струје, струја самоиндукције има исти смер као струја коју даје извор.

УКЉУЧИВАЊЕ

ИСКЉУЧИВАЊЕ

Самоиндукција је специјалан случај електромагнетне индукције која се јавља у истом проводнику у коме већ протиче електрична струја која се мења у току времена.

Сопствени магнетни флукс проводника (Флукс који обухвата проводна контура, а потиче од струје кроз контуру) сразмеран је јачини струје која протиче кроз њега:

$\Phi=LI$

L – коефицијент сразмерности, који се назива коефицијент самоиндукције или индуктивност

Промена магнетног флукса обухваћеног тим проводником сразмерна је промени струје:

$\Delta \Phi=L\Delta I$

Индуктивност (коефицијент самоиндукције) је важна каратеристика проводника. Индуктивност не зависи од јачине струје, већ зависи од димензија и облика проводника и магнетне пропустљивости (пермеабилности) средине у којој се он налази. За одређени проводник коефицијент самоиндукције је константан.

Електромоторна сила самоиндукције може да се одреди на основу Фарадејевог закона.

$\varepsilon_{s} = -\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}$

$\varepsilon_{s} = -L\frac{\Delta I}{\Delta t}$

Електромоторна сила самоиндукције сразмерна је коефицијенту самоиндукције и брзини промене струје. За одређени проводник електромоторна сила самоиндукције је сразмерна брзини промене струје.

$L=-\frac{\varepsilon _{s}}{\frac{\Delta I}{\Delta t}}$

Јединица за коефицијент самоиндукције је хенри (Н).

$L=\frac{1V}{\frac{1A}{1s}}=1\frac{Vs}{A}$

Проводник има коефицијент самоиндукције (индуктивнот) 1 хенри, ако се у њему индукује електромоторна сила самондукције од 1 волт при брзини промене струје од 1 ампер у секунди.

Објашњење – смер индуковане струје самоиндукције:

$\varepsilon_{s} = -L\frac{I_{2}-I_{1}}{\Delta t}$

Када је брзина промене сопственог флукса $\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}> 0$ , односно брзина промене струје кроз струјно коло $\frac{\Delta I}{\Delta t}> 0$ (јачина струје се повећава $I_{2}> I_{1}$ ), индукована струја самоиндукције има смер супротан смеру струје у колу (негативна вредност електромоторне силе самоиндукције).

Када је брзина промене сопственог флукса $\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}< 0$ , односно брзина промене струје кроз струјно коло $\frac{\Delta I}{\Delta t}< 0$ (јачина струје у колу опада $I_{2}< I_{1}$ ), индукована струја самоиндукције има исти смер као струја у колу (позитивна вредност електромоторне силе самоиндукције).

Вредност коефицијента самоиндукције за праволинијски проводник је веома мала и обично се занемарује. Али ако се од тог проводника направи калем са густим навојима и ако калем има језгро од меког гвожђа, тада коефицијент самоиндукције може да има веома велику вредност. Те ефекти могу да буду од посебне важности (трансформатор, електромотр, генератор).

Када се струја у струјном колу нагло промени (пример: укључивање и искључивање прекидача) тада због самоиндукције настаје висок напон. Такву појаву варничења можемо да приметимо приликом укључивања и искључивања електричних уређаја у кући. Зато не треба искључивати електричне уређаје директно из струје док уређаји раде под пуном снагом. Уређаје прво треба да угасите, а тек тада искључите утикач из струје.

Узајамна индукција

Енергија магнетног поља

Физика

Самоиндукција

Садржај

Часописи