Направление ЭДС взаимной индукции, Как определить направление? Опции

[Stefan1]

Добрый день.
Никак не могу найти понять почему направление переменного тока I2 в двух индуктивно связанных контурах будет именно такое как показано на рисунке (и в большнстве учебников):

Те объяснения, что удалось найти сводятся к закону Ленца: индукционный ток , возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток.
Кто-нибудь может объяснить этот закон применительно к данному случаю? Что значит "магнитное поле противодействует изменению магнитного потока" применительно к переменному току?

Сообщение отредактировал Stefan1 - Sep 27 2018, 10:10

[AlexandrY]

Что значит "магнитное поле противодействует изменению магнитного потока" применительно к переменному току?

Рисунок в принципе не верен.
Поскольку ток переменный, то будут моменты со всеми 4-я комбинациями направлений токов.
Фишка в том, что ток во вторичке и первичке смещены по фазе.

Да даже на постоянном токе рисунок не верен.
Но стрелки рисуют не для того чтобы показать куда течет ток, а чтобы вы знали после расчетов где у вас положительное направление, а где отрицательное.

[Stefan1]

Рисунок в принципе не верен.
Поскольку ток переменный, то будут моменты со всеми 4-я комбинациями направлений токов.
Фишка в том, что ток во вторичке и первичке смещены по фазе.

Да даже на постоянном токе рисунок не верен.
Но стрелки рисуют не для того чтобы показать куда течет ток, а чтобы вы знали после расчетов где у вас положительное направление, а где отрицательное.

А как тогда понять какое будет направление у результирующего (суммарного) ЭДС, вызывающее ток I2? То есть того ЭДС, которое возникает во вторичке от прохождения тока I1 через L1.
Для расчета сложного контура мне надо знать направленния результирующих ЭДС, вызванных взаимными индукциями.

Сообщение отредактировал Stefan1 - Sep 27 2018, 11:24

[Goodefine]

Что значит "магнитное поле противодействует изменению магнитного потока" применительно к переменному току?

Для простоты возьмите две абсолютно одинаковые катушки и цепи. Ток i1, нарастая/убывая будет создавать изменяющееся МП, которое наведет противоЭДС в катушке 2, которое в свою очередь создаст в замкнутой цепи ток i2. Для того чтобы скомпенсировать МП первой катушки, очевидно что ток i2 должен быть направлен противоположно - то бишь в противофазе, при прочих равных. Ток переменный, но взаимное положение фаз будет одинаково. Рассмотрите векторную диаграмму обычного трансформатора, там все наглядно и понятно.

[Stefan1]

Для простоты возьмите две абсолютно одинаковые катушки и цепи. Ток i1, нарастая/убывая будет создавать изменяющееся МП, которое наведет противоЭДС в катушке 2, которое в свою очередь создаст в замкнутой цепи ток i2. Для того чтобы скомпенсировать МП первой катушки, очевидно что ток i2 должен быть направлен противоположно - то бишь в противофазе, при прочих равных. Ток переменный, но взаимное положение фаз будет одинаково. Рассмотрите векторную диаграмму обычного трансформатора, там все наглядно и понятно.

Спасибо за понятное объяснение. То, что МП от тока I2 должно компенсировать МП первой катушки и есть закон Ленца?

[Goodefine]

То, что МП от тока I2 должно компенсировать МП первой катушки и есть закон Ленца?

В законе Ленца не принципиально, чем вызываются возмущения МП. Хоть катушкой с током, хоть движущемся магнитом. Важно, что ток будет стремиться скомпенсировать МП. Это фундаментальный принцип. А направление токов в катушках - это частный случай интерпретации закона.

[AlexandrY]

А как тогда понять какое будет направление у результирующего (суммарного) ЭДС, вызывающее ток I2? То есть того ЭДС, которое возникает во вторичке от прохождения тока I1 через L1.
Для расчета сложного контура мне надо знать направленния результирующих ЭДС, вызванных взаимными индукциями.

Надо заменить трансформатор эквивалентной T-схемой и сразу все поймете.
Ленца сюда тянуть не надо ибо упретесь в конструктивные соображения (витки, топологии, магнитные пути...), а на схеме чистая электротехническая абстракция.

[Tanya]

Надо заменить трансформатор эквивалентной T-схемой и сразу все поймете.
Ленца сюда тянуть не надо ибо упретесь в конструктивные соображения (витки, топологии, магнитные пути...), а на схеме чистая электротехническая абстракция.

Интересно, откуда взялась Ваша Т-схема? А правило Ленца - от Фарадея - Максвелла.

[Stefan1]

Для простоты возьмите две абсолютно одинаковые катушки и цепи. Ток i1, нарастая/убывая будет создавать изменяющееся МП, которое наведет противоЭДС в катушке 2, которое в свою очередь создаст в замкнутой цепи ток i2. Для того чтобы скомпенсировать МП первой катушки, очевидно что ток i2 должен быть направлен противоположно - то бишь в противофазе, при прочих равных. Ток переменный, но взаимное положение фаз будет одинаково. Рассмотрите векторную диаграмму обычного трансформатора, там все наглядно и понятно.

Не много не понял про компенсацию током I2 магнитного поля, возникающего от прохождения I1 через индуктивность:
если токи будут протекать в противоположных направлениях, то магнитные поля по правилу буравчика от тока I2 и от тока I1 будут иметь также противоположные направления (как показано на рисунке).

Тогда между индуктивностями МП будет наоборот возрастать. МП будет подавляться только внутри контуров. Где тогда должно подавляться МП?

Надо заменить трансформатор эквивалентной T-схемой и сразу все поймете.
Ленца сюда тянуть не надо ибо упретесь в конструктивные соображения (витки, топологии, магнитные пути...), а на схеме чистая электротехническая абстракция.

Мне хочется понять именно физику на простых вещах.

Сообщение отредактировал Stefan1 - Sep 27 2018, 17:32

[AlexandrY]

Интересно, откуда взялась Ваша Т-схема? А правило Ленца - от Фарадея - Максвелла.

Началось.
Ома, Кирхгофа, Лапласа еще забыли.
Всем уважуха, но T-схема по любому будет применена. Нужно только пролистать на следующую страницу учебника.

Мне хочется понять именно физику на простых вещах.

Так вы доберетесь до квантовой механики, и поймете что природа взаимодействий до сих пор людям непонятна.
Остановитесь на T-схеме и жизнь станет проще.

[Tanya]

Мне хочется понять именно физику на простых вещах.

Рассмотрим катушку индуктивности с нулевым сопротивлением. Прикладываем к ней напряжение. Ток начинает расти с постоянной скоростью. А отчего напряжение не ноль - оттого, что меняется поток (магнитный). Одно из уравнений Максвелла - теорема о циркуляции это описывает, но не объясняет, - так создал Создатель...Теперь мысленно добавим еще одну идентичную обмотку - хорошо совпадающую с первой. Например, пусть будет коаксиальный кабель. На оплетке будет ровно такое же напряжение по вышеупомянутой теореме. Если мы ее нагрузим, то потечет ток в обратную сторону. Вот так на пальцах мы объяснили работу трансформатора 1:1.

[Stanislav]

Интересно, откуда взялась Ваша Т-схема? А правило Ленца - от Фарадея - Максвелла.

Чем Вам не нравится Т-схема, и почему Вы привязываете её к конкретной личности, что является нарушением Правил форума (см), модератор Tanya?

Рассмотрим катушку индуктивности с нулевым сопротивлением.

Уже интересно.

Прикладываем к ней напряжение. Ток начинает расти с постоянной скоростью.

В силу Ваших допущений - нет.

А отчего напряжение не ноль - оттого, что меняется поток (магнитный).

Магнитный поток не есть достаточное условие существования ЭДС. Ну да ладно, здесь скостим за недостатком образования.

Одно из уравнений Максвелла - теорема о циркуляции это описывает, но не объясняет, - так создал Создатель...Теперь мысленно добавим еще одну идентичную обмотку - хорошо совпадающую с первой. Например, пусть будет коаксиальный кабель.

КАК коаксиальный кабель можно представить в виде трансформатора?

Нет, ну на коаксиальном кабеле, конечно, можно сделать ВЧ трансформатор, но модератор Tanya точно не знает, это как.

На оплетке будет ровно такое же напряжение по вышеупомянутой теореме. Если мы ее нагрузим, то потечет ток в обратную сторону. Вот так на пальцах мы объяснили работу трансформатора 1:1.

Да ладно.
Расскажите это радиолюбителям, или конструкторам антенн, которые на кабели делают балуны, вследствие противоречия действительности излагаемого вами.

[Goodefine]

МП будет подавляться только внутри контуров. Где тогда должно подавляться МП?

Наведенный ток будет стремиться подавить то изменение МП, которое его, собственно говоря и вызвало. В случае двух катушек на одной магнитной оси - как раз внутри контуров. Картина несколько усложняется при учете реальных неидеальностей, так сказать. Посмотрите все-таки ВД трансформатора - познавательно..

[Stefan1]

Наведенный ток будет стремиться подавить то изменение МП, которое его, собственно говоря и вызвало. В случае двух катушек на одной магнитной оси - как раз внутри контуров. Картина несколько усложняется при учете реальных неидеальностей, так сказать. Посмотрите все-таки ВД трансформатора - познавательно..

Спасибо за помощь!
Также благодарю всех, кто принимал участие в данном вопросе.

Сообщение отредактировал Stefan1 - Sep 28 2018, 09:26