Методические указания к лабораторным работам

Лабораторная работа № 5.


Исследование электрических цепей при наличии взаимной индукции.

1. 
   Цель работы. – исследование свойств линейных электрических цепей с взаимной индуктивностью, закрепление навыков расчета анализа электрических цепей, содержащих ветви с индуктивно связанными катушками.
   

2. Основные теоретические положения

При достаточной близости двух контуров электрической цепи магнитное поле одного из них может распространяться на область второго. В этом случае во втором контуре наводятся э.д.с. взаимной индукции (1):

Соответственно, при протекании тока во втором контуре, в первом контуре наводится э.д.с. .
Из теории известно, что М₂₁=М₁₂ , что является отражением принципа зависимости.
Общая картина токов и напряжений в контурах определяется суммарным магнитным потоком контуров.
Включение контуров в электрической цепи при совпадении потоков самоиндукции и взаимной индукции называется согласным, в этом случае
(М > 0), при встречном направлении потоков самоиндукции и взаимной индукции – встречным, (М < 0).
П ри расчетах для определения знака э.д.с. или уравновешивающего ее напряжения задаются условные положительные направления токов в катушках, для которых задается тот или иной знак М (Рис.15.). На практике производят маркировку индуктивно связанных катушек точками (). Для одинаковых условно – положительных направлений токов относительно маркировки зажимов задается знак М [1].
При синусоидальных токах напряжения и э.д.с. можно выразить в комплексной форме:

Эти соотношения позволяют экспериментально определить величину коэффициента взаимной индукции по измеренным действующим значениям U₂₁ и I₁ (Рис.16.) М₂₁= .
При последовательном согласном включении индуктивно связанных катушек (Рис.17.) уравнение для контура имеет вид

г де L’ = L₁ + L₂ + 2M – эквивалентная индуктивность при согласном включении.