Задать вопрос
23 ноября, 03:56

Что произойдёт при размыкании/замыкании ключа и выведении/введении катушки

+3
Ответы (1)
  1. 23 ноября, 05:46
    0
    ри всяком изменении силы тока в проводящем контуре возникает э. д. с. самоиндукции, в результате чего в контуре появляются дополнительные токи, называемые экстратоками самоиндукции. Экстратоки самоиндукции, согласно правилу Ленца, всегда направлены так, чтобы препятствовать изменениям тока в цепи, т. е. направлены противоположно току, создаваемому источником. При выключении источника тока экстратоки имеют такое же направление, что и ослабевающий ток. Следовательно, наличие индуктивности в цепи приводит к замедлению исчезновения или установления тока в цепи.

    Рассмотрим процесс выключения тока в цепи, содержащей источник тока с э. д. с. Ei, сопротивление R и индуктивность L. Под действием внешней э. д. с. в цепи течет постоянный ток Io = E/R (внутренним сопротивлением источника тока пренебрегаем).

    В момент времени t = 0 отключим источник тока. Ток через катушку индуктивности начнет уменьшаться, что приведет к возникновению эдс самоиндукции Es = - L (dI/dt), препятствующей, согласно правилу Ленца, уменьшению тока. В каждый момент времени ток в цепи определяется законом Ома I = Es/R, или

    IR = - L (dI/dt). (18.1)

    Разделив переменные, получим dI/I = - Rdt/L. Интегрируя это уравнение по I (от Ioдо I) и t (от 0 до t), находим ln (I/Io) = - Rt/L, или

    I (t) = Io exp (- t/τ), (18.2)

    где τ = L/R - постоянная, называемая временем релаксации, равная времени, в течение которого сила тока уменьшается в е раз.

    Таким образом, в процессе отключения источника э. д. с. сила тока убывает по экспоненциальному закону и определяется кривой Чем больше индуктивность цепи и меньше сопротивление, тем больше τ и, следовательно, тем медленнее уменьшается ток в цепи при ее размыкании.

    При замыкании цепи помимо внешней э. д. с E возникает э. д. с самоиндукции Es = - L (dI/dt), препятствующая, согласно правилу Ленца, возрастанию тока. По закону Ома IR = E + Es или

    IR = E - L (dI/dt). Введя новую переменную u = IR - E, преобразу - Рис. 19. ем это уравнение к виду du/u = - dt/τ, где τ - время релаксации.

    В момент замыкания (t = 0) сила тока I = 0 и u = - E. Следовательно, интегрируя по u (от - E до IR-E) и t (от 0 до t), находим ln[ (IR-E) / (-E) ] = - t/τ, или

    I (t) = Io[1-exp (-t/τ) ], (18.3)

    где Io = E/R - установившийся ток (при t → ¥).

    Таким образом, в процессе включения источника э. д. с нарастание силы тока в цепи задается функцией (18.3) и определяется кривой. Сила тока возрастает от начального значения I=0 и асимптотически стремится к установившемуся значению Io = E/R. Скорость нарастания тока определяется тем же временем релаксации τ = L/R, что и убывание тока. Установление тока происходит тем быстрее, чем меньше индуктивность цепи и больше ее сопротивление.
Знаете ответ?
Сомневаетесь в ответе?
Найдите правильный ответ на вопрос ✅ «Что произойдёт при размыкании/замыкании ключа и выведении/введении катушки ...» по предмету 📘 Физика, а если вы сомневаетесь в правильности ответов или ответ отсутствует, то попробуйте воспользоваться умным поиском на сайте и найти ответы на похожие вопросы.
Смотреть другие ответы
Похожие вопросы по физике
Как изменится действие магнитного поля катушки на стрелку при смещении ползунка реостата? Влево? Вправо? При замыкании ключа северный полюс стрелки N повернулся к ближнему к нему концу катушки. Какой полюс у этого кона катушки при замыкании цепи?
Ответы (1)
При замыкании ключа северный полюс стрелки N повернулся к ближнему к нему концу катушки. Какой полюс у этого конца катушки при замыкании цепи?
Ответы (1)
При замыкании и размыкании цепей, содержащих катушки с сердечниками (электромагниты, двигатели и др.), возникает дуговой разряд, разрушающий контакты рубильника.
Ответы (1)
Какого направления ток будет индуцироваться в катушке В при замыкании и размыкании ключа в цепи катушки А?
Ответы (1)
В электрической цепи напряжение, получаемое от источника тока, меньше напряжения зажигания неоновой лампы. Что будет происходить с каждым элементом цепи (исключая источник тока и ключ) при замкнутом ключе при замыкании ключа при размыкании?
Ответы (1)