CCI20111111047

ki zastosowania obu reguł dochodzimy do wniosku, że zwrot indukowanej s.em. będzie skierowany przeciwko prądowi płynącemu przez przewód, a tym samym i przeciwnie do zwrotu napięcia doprowadzonego do przewodu.

Jeżeli napięcie doprowadzone ze źródła do przewodu wynosi U, opór przewodu R, a s.em. w nim indukowana E, to natężenie prądu w przewodzie

(3-21)

I

U-E

R a zatem s.em. indukowana w przewodzie powoduje zmniejszenie natężenia płynącego w nim prądu. Taką s.em. o zwrocie przeciwnym do zwrotu napięcia w obwodzie nazywamy siłą przeciwelek-tromotoryczną odbiornika.

Należy zaznaczyć, że siła przeciwelektromotoryczna powstaje w takich odbiornikach, w których energia elektryczna zamienia się w inny rodzaj energii niż cieplną.

Należy zwrócić uwagę, że siła przeciwelektromotoryczna występuje w opisanym przykładzie jedynie w przypadku ruchu przewodu i gdyby na przykład przewód został unieruchomiony przez przyłożenie do niego siły równej i przeciwnie skierowanej do siły F, to ustałoby zjawisko indukcji i natężenie prądu w przewodzie wyniosłoby

Rozpatrzmy przemiany energetyczne zachodzące przy ruchu przewodu wiodącego prąd I w polu magnetycznym.

Ruch przewodu w polu magnetycznym jest związany z wykonaniem przez siłę F określonej pracy przy przesunięciu przewodu na pewnej drodze. Ponadto w przewodzie pod wpływem płynącego w nim prądu wydziela się ciepło. Dochodzimy więc do wniosku, że energia elektryczna dostarczana do przewodu w ciągu czasu t, czyli U 11, przemienia się częściowo w energią mechaniczną, częściowo zaś w ciepło wydzielone w przewodzie.

Istotą omawianych przemian energetycznych jest przetwarzanie energii elektrycznej w energię mechaniczną za pośrednictwem pola magnetycznego. Na tej zasadzie opiera się działanie silników elektrycznych. Ciepło wydzielane w przewodzie stanowi przy tej przemianie energetycznej nieuniknione straty energii.

Porównując opisane zjawisko przemiany energii elektrycznej w mechaniczną ze zjawiskiem wytwarzania s.em. dochodzimy do wniosku, że zjawiska te są w pewnym sensie odwrotne.

3.13. Indukcyjność własna i wzajemna

Wiemy już, że wszelka zmiana pola magnetycznego (struminia magnetycznego) powoduje w przewodach lub w zwojach drutu, znajdujących się w obrębie tego pola, indukowanie się s.em.

Rozpatrzmy cewkę, przez którą przepływa prąd (rys. 3-21) o natężeniu ulegającym zmianom. Zmiana natężenia prądu o wartości Ai wywołuje odpowiednią zmianę strumienia magnetycznego o wartości M). Zmiana strumienia będzie z kolei indukowała w obejmujących ją zwojach cewki s.em., która nazywa się siłą elektromotoryczną indukcji własnej lub samoindukcji.

Rys. 3-21. Powstawanie w cewce s. em. indukcji własnej

Nazwa s.em. indukcji własnej wynika stąd, że w rozpatrywanym obwodzie zjawisko indukcji jest wywołane przez zmiany strumienia magnetycznego wytworzonego w tej samej cewce, czyli przez zmiany własnego pola magnetycznego.

Zgodnie z prawem Lenza s.em. indukcji własnej przeciwdziała przyczynie ją wywołującej, a więc jeżeli zmiana strumienia magnetycznego jest spowodowana przez wzrost natężenia prądu, to zwrot s.em. indukcji własnej będzie przeciwny zwrotowi wzrastającego prądu albo, jeżeli zmianę strumienia wywołuje zmniejszenie się prądu — zwrot s.em. indukcji własnej będzie zgodny ze zwrotem prądu.

Zdolność cewki (odbiornika, obwodu) do wytwarzania s.em. indukcji własnej określa wielkość zwana indukcyjnością własną cew-

95