ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6 ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ВЗАИМНОЙ ИНДУКЦИИ Цель работы: исследование взаимной индукции коаксиально расположенных соленоида и короткой катушки, определение значений взаимных индуктивностей. Теоретические положения Рассмотрим два неподвижных контура 1 и 2, расположенных близко друг от друга (рис. 6.1). Если по контуру 1 течёт ток I1, то в окружающем пространстве создаётся магнитное поле, которое можно изобразить с помощью линий магнитной индукции (сплошные линии на рисунке). Часть этих линий пронизывают контур 2, создавая в нём магнитный поток Ф21, прямо пропорциональный току I1. Если по контуру 2 течёт ток I2 (его поле изображено пунктирными линиями на рис. 6.1), то магнитное поле этого тока создаёт в контуре 1 магнитный поток Ф12. Если заменить контуры на катушки и принять, что магнитный поток через все контуры (витки) катушек одинаков, то общий магнитный поток (потокосцепление), сцепленный с витками катушки 2, имеющей число витков N2, равняется 21 = Ф21N2 = L21I1. (6.1) Рассуждая аналогичным образом, получаем, что потокосцепление с катушкой 1 будет 12 = Ф12N1 = L12I2. (6.2) Коэффициенты пропорциональности L12 и L21 называются взаимными индуктивностями катушек. Из закона Био-Савара-Лапласа следует, что взаимные индуктивности двух контуров, находящихся в вакууме, определяются их формой, размерами и взаимным расположением. Если контуры находятся в однородной, изотропной и неферромагнитной среде, заполняющей всё магнитное поле, то взаимные индуктивности зависят также от магнитной проницаемости среды , но не зависят от величины токов. В этом случае соблюдается равенство L21 = L12. Полное потокосцепление двух катушек складывается из собственных потокосцеплений 11 и 22 и потокосцеплений 12 и 21, обус-ловленных взаимным влиянием контуров. При этом знак взаимного пото-косцепления определяется знаком магнитного потока, созданного другим контуром, по отношению к собственному потоку: = 11 + 22 (12 + 21). (6.3) Если через две катушки проходит один и тот же ток, то величина полного потокосцепления будет пропорциональна току в контурах, а коэффициентом пропорциональности является индуктивность L двух связанных катушек: = LI. (6.4) Из (6.1) – (6.4) получим L = L1 + L2 2L12, (6.5) где L1 и L2 — собственные индуктивности катушек. При изменении тока во второй катушке потокосцепление первой катушки изменяется, следовательно, в ней возникает ЭДС взаимной индукции м E 12 и, наоборот, d 12 d I2 L12 dt dt