7716655331

I    I

^wr(0 = ) PR(T)^dz = Ur¹ j/1 -^cos2(⁰⁾⁷ + VI )J^dr = o    o

= U_Rl\t-^-(_Sm[2(a>t+'r,j]-L 2 co

Przebieg ten (dla *Fj = O), na tle przebiegu wartości chwilowych mocy rezystora, pokazano na rys. 7.6.

7.2. Induktor idealny (idealna cewka indukcyjna)

Przepływ prądu elektrycznego powoduje powstawanie pola magnetycznego. Wartości chwilowe wielkości fizycznych opisujących właściwości tego pola (natężenie pola, indukcja magnetyczna, strumień magnetyczny) są zależne od wartości chwilowych natężenia prądu (w środowiskach nieferromagnetycznych są do nich proporcjonalne). Jeżeli natężenie prądu jest zmienne w czasie również one są funkcjami czasu. Jedną z tych wielkości - całkowity strumień magnetyczny ,,0(t)”, można uznać za parametr, który „globalnie” charakteryzuje całe pole magnetyczne wytwarzane przez prąd płynący w danym odcinku przewodnika. Na ogół wartość tego strumienia nie jest łatwa do wyznaczenia. Stosunkowo prosto oblicza się ją dla tzw. cewki indukcyjnej (zwanej też zwojnicą lub solenoidem). Obliczanie strumienia wytwarzanego przez cewkę ułatwia to, że przechodzi on w całości przez jej wnętrze. Właśnie dlatego przy analizowaniu zjawisk związanych ze wzajemnym oddziaływaniem prądu i wytwarzanego przezeń pola magnetycznego rozważa się właśnie cewkę indukcyjną. Trzeba jednak zdawać sobie sprawę z tego, że jest to pewien skrót myślowy - zjawiska te występują w dowolnych układach przewodników wiodących prąd elektryczny, także dla przypadku odosobnionego przewodnika prostoliniowego.

Strumień magnetyczny pola wytwarzanego przez prąd płynący w cewce przechodzi przez każdy zwój cewki (jest z każdym zwojem „sprzężony”). Jeżeli jakieś zjawisko spowodowane przez istnienie pola magnetycznego występuje w każdym zwoju, to Rys. 7.7. Pole magnetyczne cewki ^dla cewki występuje ono „z razy” (gdzie „z” to liczba zwojów). Jest „z-zwielokrotnione”. Tak jak gdyby z cewką jednozwojową sprzężony był strumień z-krotnie większy. Taki umyślony z-krotnie większy strumień nosi nazwę strumienia sprzężonego:

•F(t) = z<P(t)    (7.6)

Rys. 7.8. Zależność strumienia sprzężonego od prądu

W środowisku nieferromagnetycznym strumień magnetyczny pola wytworzonego przez dany prąd ma, w każdej chwili czasowej, wartość proporcjonalną do natężenia tego prądu. Proporcjonalny do prądu jest więc także strumień sprzężony „*P” (por. rys. 7.8.).

Wielkość fizyczna definiowana jako współczynnik proporcjonalności pomiędzy strumieniem sprzężonym wytwarzanym przez prąd płynący w przewodniku (przykładowo w cewce) i natężeniem tego prądu nosi nazwę indukcyjności tego przewodnika:

(7.7)

- = tga

/ /

Indukcyjność jest zatem wielkością fizyczną charakteryzującą zdolność danego przewodnika (przykładowo cewki) do wytwarzania pola magnetycznego. Właśnie dlatego opisywana przez swoją indukcyjność cewka nazywana jest cewką indukcyjną albo induktorem.

-22-