йного струму. Так як індукційний струм викликаний зміною сили струму в самому провіднику, то дане явище виникнення індукційного струму називається самоіндукцією, а що виникає ерс - ерс самоіндукції. Самоіндукція є окремим випадком явища електромагнітної індукції. Якщо змінюється з часом за лінійним законом, то
, (17.19)
де - швидкість зміни сили струму.
Формула (17.19) справедлива тільки при, тобто в тому випадку, коли розміри і форма контуру не змінюються і відсутня феромагнітна середу. При довільній залежності
.
З (17.19) ясно, що індуктивність - величина, що чисельно дорівнює ерс самоіндукції, що виникає в контурі при зміні сили струму в ньому на одиницю за одиницю часу.
В СІ за одиницю індуктивності приймають індуктивність такого провідника, в якому при зміні сили струму на 1 А за 1 с виникає ерс самоіндукції 1 В. Ця одиниця називається генрі (Гн):
.
Енергія магнітного поля струму
Енергія магнітного поля, створеного струмом, за законом збереження енергії дорівнює енергії, витраченої джерелом на створення струму. При замиканні ланцюга струм в ланцюга внаслідок самоіндукції не відразу досягає максимального значення, а поступово.
При розмиканні ланцюга (рис. 17.17) струм також зникає не відразу, а поступово, при цьому в провіднику виділяється тепло. Так як ланцюг розімкнути, то це тепло не може виділятися за рахунок роботи джерела, а може бути тільки наслідком енергії, накопиченої в соленоїді, енергії магнітного поля. Енергія магнітного поля соленоїда, коли струм повністю припиниться, переходить в джоулево тепло. Вираз для магнітного поля соленоїда має вигляд:
. (17.20)
17. Коливання і хвилі
Руху або процеси, що володіють властивістю повторюваності в часі, називаються коливаннями. Коливання, при яких зміщення змінюється за законом синуса або косинуса, називаються гармонійними.
Будь довільний коливальний процес можна представити як суму гармонійних коливань. (Будь-яку періодичну функцію, згідно теоремі Фур'є, можна представити як суму гармонійних функцій.)
Механічні коливання
Нехай до пружини з коефіцієнтом пружності прикріплений вантаж масою, що знаходиться на ідеально гладкій поверхні (рис. 18.1). При розтягуванні пружини на тіло починає діяти сила пружності (сила тяжіння і сила нормальної реакції рівні і спрямовані в протилежні сторони). Якщо тіло відпустити, то під дією сили пружності воно починає рухатися в бік, протилежну зсуву. Проходячи положення рівноваги, тіло буде володіти максимальною швидкістю і за інерцією продовжить рух, стискаючи пружину. Під дією сили пружності, що виникає при деформації стиску, тіло зупиниться і почне рухатися до положення рівноваги і т.д. При цьому - зміщення тіла від положення рівноваги - змінюється за законом
, (18.1)
де,, не залежать від часу. Рівняння (18.1) називається рівнянням коливань.
Характеристики гармонійних коливань
У рівнянні (18.1) амплітуда - максимальне значення змінюється величини, у нашому прикладі - максимальне зміщення від положення рівноваги. Амплітуда залежить від енергії, повідомленої системі в початковий момент часу.
Циклічна (або кругова) частота - число повних коливань, що здійснюються сис...
