Что такое потокосцепление простыми словами
Содержание
Потокосцепление — это одна из наиболее важных концепций в области электромагнитной индукции. Оно связывает спиральный проводник и плотность потока при прохождении магнитного поля через него. Необходимо понимать, что потокосцепление и поток — это принципиально разные вещи, поэтому не нужно их путать. В определенном смысле потокосцепление указывает на общую плотность потока, пронизывающего катушку.
Особенности магнитного поля
Вокруг постоянных магнитов и проводников с током наблюдается такое физическое явление, как магнитное поле. Его основная количественная характеристика называется электромагнитной индукцией. Она определяется возникновением электродвижущей силы. Наведение ЭДС происходит, когда магнитное поле начинает изменяться в пространстве.
Через площадь любой поверхности проходит магнитный поток, который вычисляется по формуле:
Следовательно, магнитный поток — это не что иное, как поток магнитной индукции через площадь S. Магнитная индукция в свою очередь представляет собой плотность магнитного потока в конкретной точке поля.
Физический смысл потокосцепления
Если рассматривать МП цилиндрической катушки, то можно считать, что магнитный поток проходит сквозь поверхности, образованные витками катушки. То есть, общая поверхность может быть разделена на отдельные поверхности соответственно количеству витков. Чтобы найти полный магнитный поток через катушку, следует вычислить сумму потоков, пронизывающих поверхность каждого витка, то есть, потоков, сцепленных с отдельными витками.
При этом появляется такое понятие, как потокосцепление. Оно представляет собой общий магнитный поток, сцепленный со всеми витками. Его значение вычисляется, как сумма потоков, проходящих через отдельные витки.
Потокосцепление назвали так, исходя из функции, выполняемой им. Оно связывает магнитный поток с витками проводника. Изменение потокосцепления индуцирует ЭДС и, конечно, ток через тело.
Потокосцепление является виртуальной величиной, поскольку в реальности не существует суммы отдельных потоков. Есть только общий магнитный поток. Но, при отсутствии данных как распределяется магнитный поток по виткам и известном потокосцеплении, можно заменить катушку эквивалентной и определить количество витков, способных создать необходимый магнитный поток.
Собственная индуктивность
Потокосцепление, которое характеризирует связь электрического тока с собственным магнитным полем, называют собственным потокосцеплением или потокосцеплением самоиндукции.
Так как магнитный поток создается электротоком, то собственное потокосцепление зависит именно от тока в катушке. На его величину влияет также количество витков, форма и размеры контура, среда, в которой возникает МП. Поэтому было введено понятие, учитывающее влияние всех этих факторов. Оно получило название индуктивность.
В чем измеряется
В общем случае потокосцепление выражается через количество витков внутри катушки и плотность, которую имеет магнитный поток. Следовательно, этот параметр измеряется в вебер-витках. Но если обратить внимание на отсутствие смысла в количестве витков, то остается такая единица, как вебер. Вследствие этого возникают проблемы с определением понятий потокосцепления и магнитного потока.
Когда меняется уровень потокосцепления, наводится индукция. Формула, по которой рассчитывается ЭДС индукции, выглядит так:
В рассматриваемом случае единицей измерения потокосцепления становится вольт-секунда.
Многие люди путают потокосцепление с потоком, считая, что это одно и то же. На практике это принципиально разные вещи. Основная задача потокосцепления — продемонстрировать, насколько плотным является поток в определенной катушке.
Загрузка...
