Jump to content

    
Sign in to follow this  
vmitro

Первый закон коммутации

Recommended Posts

При подаче пост. напряжения на катушку, ток все же скачком возникает,но на очень малую величину. Резко возникшее магнитное поле является причиной возникновения ЭДС индукции,направленной встречено источнику постоянного напряжения и по величине равная с ним.Общий ток цепи равен нулю...Разумного объяснения с т.з. физики больше не нахожу.

С точки зрения физики никаких скачков ни тока, ни поля быть не может. У Вас здесь может быть только один скачок - подача напряжения на катушку.

Физическая картина процесса, с точки зрения классической физики, следующая.

1. В исходном состоянии внешнее электрическое поле равно нулю, электроны в проводнике движутся хаотично, поэтому суммарный ток и магнитное поле тоже равно нулю.

2. После подключения катушки к источнику ЭДС, в проводнике возникает электрическое поле E. Электроны проводника, имеющие заряд e, начнут испытывать силу Кулона F = e * E, и начнут направленное движение (наряду с хаотическим) с ускорением по втрому закону Ньютона a = F / me.

3. Т.к. электроны могут двигаться только внутри проводника, а всякое их движение вызывает магнитное поле, то с появлением направленной скорости движения электронов, вокруг проводника возникает магнитное поле, которое пропорционально скорости движения электронов в сечении проводника.

А вот скорость изменения магнитного поля определяется механическим ускорением электронов a. И благодаря ей возникает ЭДС самоиндукции Ei = -L * dI/dt.

4. Возникшая ЭДС самоиндукции начинает компенсировать внешнее электрическое поле, что будет снижать электрическое поле E внутри проводника, а значит и снижать ускорение a. И установится это всё, когда сравняются внешнее и индуцированное электрические поля. Из-за малой массы электрона этот процесс весьма быстрый. После этого установится dI/dt = E / L (для идеального проводника), что мы и видим при измерениях.

 

Важно заметить: ток в проводнике определяется скоростью движения электронов. А скорость эта вызывается ускорением a.

При этом магнитное поле определяется скоростью (током), а ЭДС самоиндукции определяется ускорением a, которое является причиной тока.

Таким образом здесь нельзя однозначно указать что для чего является причиной - скорость электронов (ток) появляется от ускорения (ЭДС) или ЭДС (ускорение) возникает от тока (скорости). Это явление едино.

Математически это и выражается тем, что ток в начальный момент равен нулю, а производная от него (т.е. ЭДС самоиндукции) - отлична от нуля.

В конце концов, ничего сложного.

Share this post


Link to post
Share on other sites
И благодаря ей возникает ЭДС самоиндукции
Нет там никакой ЭДС самоиндукции. Потому что по условию задачи проводник подключен к источнику ЭДС и эта внешняя ЭДС будет задавать скорость изменения тока.

А вот если разомкнуть проводник с током, то уменьшение тока создаст ту самую вожделенную ЭДС самоиндукции.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
А что тогда уравновешивает приложенную ЭДС?
Правило вольт-секундного баланса, выполнение которого является святой обязанностью разработчика устройств с катушками индуктивности.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну прочитайте наконец "Основы теории элктричества" Тамма, чтобы не путаться с терминами, понятиями и тд. Чтобы не писали отсебятину понимания процессов в катушке. Вот вам ссылка:

http://www.samomudr.ru/d/Tamm%20I.E.%20_Os...16str_2003g.pdf

Даже те кто учился, многое подзабыли, повторяем.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вы его сами изобрели?

В книжке по ТОЭ о нем ничего не известно

Да нет, все как обычно, прут с запада. В электротехнике, точнее в теории импульсных преобразователей ... как правило мощных,

есть потятия - INDUCTOR VOLT-SECOND BALANCE - IVSB; CAPACITOR AMPERE-SECOND BALANCE - CASB.

Share this post


Link to post
Share on other sites
В нашем случае ток равен нулю. За счет чего образовался магнитный поток через катушку?

К катушке прикладывается электрическое поле источника напряжения.

 

Образная аналогия: груз лежит на полочке, равнодействующая сила 0, скорость 0. Убираем полочку, равнодействующая равна силе тяжести, скорость начинает расти.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
В книжке по ТОЭ о нем ничего не известно
Эту книжку, очевидно, написал кандидоктор каких-то наук. У инженеров вольт-секундный баланс - устоявшийся термин и означает он всего лишь, что магнитный поток в катушке не может нарастать бесконечно.

http://ecee.colorado.edu/copec/book/slides/Ch2slide.pdf

http://www.russianelectronics.ru/leader-r/...icro/doc/52975/

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
С точки зрения физики никаких скачков ни тока, ни поля быть не может. У Вас здесь может быть только один скачок - подача напряжения на катушку.

Физическая картина процесса, с точки зрения классической физики, следующая.

1. В исходном состоянии внешнее электрическое поле равно нулю, электроны в проводнике движутся хаотично, поэтому суммарный ток и магнитное поле тоже равно нулю.

2. После подключения катушки к источнику ЭДС, в проводнике возникает электрическое поле E. Электроны проводника, имеющие заряд e, начнут испытывать силу Кулона F = e * E, и начнут направленное движение (наряду с хаотическим) с ускорением по втрому закону Ньютона a = F / me.

3. Т.к. электроны могут двигаться только внутри проводника, а всякое их движение вызывает магнитное поле, то с появлением направленной скорости движения электронов, вокруг проводника возникает магнитное поле, которое пропорционально скорости движения электронов в сечении проводника.

А вот скорость изменения магнитного поля определяется механическим ускорением электронов a. И благодаря ей возникает ЭДС самоиндукции Ei = -L * dI/dt.

4. Возникшая ЭДС самоиндукции начинает компенсировать внешнее электрическое поле, что будет снижать электрическое поле E внутри проводника, а значит и снижать ускорение a. И установится это всё, когда сравняются внешнее и индуцированное электрические поля. Из-за малой массы электрона этот процесс весьма быстрый. После этого установится dI/dt = E / L (для идеального проводника), что мы и видим при измерениях.

 

Важно заметить: ток в проводнике определяется скоростью движения электронов. А скорость эта вызывается ускорением a.

При этом магнитное поле определяется скоростью (током), а ЭДС самоиндукции определяется ускорением a, которое является причиной тока.

Таким образом здесь нельзя однозначно указать что для чего является причиной - скорость электронов (ток) появляется от ускорения (ЭДС) или ЭДС (ускорение) возникает от тока (скорости). Это явление едино.

Математически это и выражается тем, что ток в начальный момент равен нулю, а производная от него (т.е. ЭДС самоиндукции) - отлична от нуля.

В конце концов, ничего сложного.

Здравствуйте!!!

Вы пишите-После подключения катушки к источнику ЭДС, в проводнике возникает электрическое поле E. Электроны проводника, имеющие заряд e, начнут испытывать силу Кулона F = e * E, и начнут направленное движение (наряду с хаотическим) с ускорением по втрому закону Ньютона a = F / me.

Все правильно, но в момент коммутации катушка разрывает цепь, ток равен нулю.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Здравствуйте! Прошу пояснить физические процессы происходящие в катушке индуктивности в момент включения источника постоянной ЭДС.

С помощью физики можно объяснить любые процессы. Вся наша жизнь физика.

Все правильно, но в момент коммутации катушка разрывает цепь, ток равен нулю.

Пора определяться какой момент интересует :biggrin: .

И следует учитывать:

Физи́ческий зако́н — эмпирически установленная и выраженная в строгой словесной и/или математической формулировке устойчивая связь между повторяющимися явлениями, процессами и состояниями тел и других материальных объектов в окружающем мире.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
это же не кнопка. ничего она там не разрывает

Реактивное сопротивление катушки очень большое- практически бесконечность, если сравнивать с коммутационным элементом-да это кнопка.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Реактивное сопротивление катушки очень большое- практически бесконечность, если сравнивать с коммутационным элементом-да это кнопка.

Я уже перестал понимать, чего Вам надо. Если Вы хотели увидеть процесс с точки зрения физики, то я Вам максимально подробно уже рассказал.

Если же Вы рассматриваете процессы через упрощённые инженерные модели - пользуйтесь ими, они верны, но тогда не спрашивайте отчего да почему!

Share this post


Link to post
Share on other sites
Эту книжку, очевидно, написал кандидоктор каких-то наук. У инженеров вольт-секундный баланс - устоявшийся термин и означает он всего лишь, что магнитный поток в катушке не может нарастать бесконечно.

http://ecee.colorado.edu/copec/book/slides/Ch2slide.pdf

http://www.russianelectronics.ru/leader-r/...icro/doc/52975/

 

Упал и плАчу: я - не инженер! У меня не устоялся этот термин! Ни два красных диплома ни двадцать лет опыта работы не помогли! Посыпаю седую голову пеплом и иду делать харакири.

Или лепить горбатого. Ну или пельмени.

 

(очень тихонечко себе под нос "Ооо млин щас отзовут все мои сто питсот блоков питания без вольтсекундного баланса....")

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this