Магниттер және олардың қасиеттері

Магнит өрісінің энергиясы

жүктеу 405,94 Kb.

бет	10/11
Дата	11.12.2023
өлшемі	405,94 Kb.
	#44673

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

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

е_l = —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+ (-e_L) = {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

ΔW_u = 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/R_м мәніне жеткен кезде, өздік индукция ЭҚК-і жойылады және магнит өрісіндегі эиергияның қорлануы токталады. Магнит өрісінде қорланған энергия W_u 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

W_M =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,

W_м/lS=W_M/V=BH/2

мұндағы V = lS — бірқалыпты магнит өрісі алып тұрған көлем.

22 Сурет – Магнит өрісінде энергия жиналуының
графикалық өрнектелуі

жүктеу 405,94 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11