Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Первый закон коммутации
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Сайт и форум > Образование в области электроники
vmitro

Здравствуйте! Прошу пояснить физические процессы происходящие в катушке индуктивности в момент включения источника постоянной ЭДС.
В момент включения источника постоянной ЭДС ток через катушку индуктивности равен нулю, т.к. возникает ЭДС самоиндукции, направленная встречно входному напряжению. Но ведь условием возникновения ЭДС самоиндукции является изменяющийся магнитный поток, который и возникает за счет изменяющегося тока проходящего через индуктивность. В нашем случае ток равен нулю. За счет чего образовался магнитный поток через катушку?
Заранее СПАСИБО!
bbb
Цитата(vmitro @ Feb 6 2016, 22:37) *
Здравствуйте! Прошу пояснить физические процессы происходящие в катушке индуктивности в момент включения источника постоянной ЭДС.
В момент включения источника постоянной ЭДС ток через катушку индуктивности равен нулю, т.к. возникает ЭДС самоиндукции, направленная встречно входному напряжению. Но ведь условием возникновения ЭДС самоиндукции является изменяющийся магнитный поток, который и возникает за счет изменяющегося тока проходящего через индуктивность. В нашем случае ток равен нулю. За счет чего образовался магнитный поток через катушку?
Заранее СПАСИБО!

Дык магнитный поток в катушке и изменяется. Т.е. растет.
Поэтому и ЭДС самоиндукции возникает
smalcom
вы смешали две абстракции.
да, магнитного потока ещё нет. перечитайте сам закон и дифур тока через катушку. попробуйте переформулировать вопрос, возможно догадаетесь, где лишнюю параллель провели.
vmitro
Здравствуйте!!! Я давно не студент и разбираюсь в электротехнике потому, что мне зто интересно.О физических процессах происходящих в катушке понятно, за исключением начального этапа коммутации. Первый закон коммутации объясняется только математически, а не физически. Вопрос остался без ответа.
TSerg
Вот и физики думают до сих пор, а что было в момент Начального Взрыва.
amaora
То, что ток равен нулю не означает, что он не изменяется. Нулевой магнитный поток ничем не хуже остальных, ненулевых.
ШСА
Цитата(vmitro @ Feb 7 2016, 00:37) *
т.к. возникает ЭДС самоиндукции, направленная встречно входному напряжению. Но ведь условием возникновения ЭДС самоиндукции является изменяющийся магнитный поток, который и возникает за счет изменяющегося тока проходящего через индуктивность. В нашем случае ток равен нулю. За счет чего образовался магнитный поток через катушку?

Да в Вашем вопросе уже содержится ответ - прочитайте внимательно! biggrin.gif
В начальный момент значение тока действительно равно нулю. И магнитный поток, как функция тока, тоже. НО первая производная от тока не равна нулю даже в начальный момент. А эдс самоиндукции-то зависит не от тока, а именно от его первой производной (к тому же умноженной на значение индуктивности).
smalcom
Цитата
О физических процессах происходящих в катушке понятно, за исключением начального этапа коммутации. Первый закон коммутации объясняется только математически,

вот-вот, именно. я и пытался намекнуть )) это математическая идеализация. в физике - ток не будет равен нулю столько времени, сколько электромагнитной волне необходимо пройти сам выключатель.

но это математика - язык подразумевающей абстрагирование. и привязка к физике ошибочна. т.к. в гидродинамике будет уже другая физика. хотя "математику коммутации" можно применить.
тау
Всё просто.
Конденсатор: заряжается током..... до напряжения .
Индуктивность: заряжается напряжением ..... до тока.

vmitro
Здравствуйте!!!
С помощью физики можно объяснить любые процессы. Вся наша жизнь физика. Высшая математика мне в жизни не приходилась,а вот без знания физических процессов происходящих в различных устройствах вы не только их разработать, отремонтировать не сможете.
В явлении самоиндукции отталкиваются от тока.Ток создаёт магнитное поле, изменяющейся магнитное поле-ЭДС самоиндукции.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. У меня сын учиться в энергетическом институте, надо как нибудь туда на кафедру ТОЭ подлежать.
smalcom
Цитата
С помощью физики можно объяснить любые процессы. Вся наша жизнь физика. Высшая математика мне в жизни не приходилась

всё ясно, очередной философ. Короче вы не слушаете - сходите к сыну, сходите.
vmitro
Я не философ, я-технарь. Обратился за помощью, а мне никто вразумительно не может дать ответ.Объяснение должно быть понятным.
smalcom
Цитата
Объяснение должно быть понятным.

вам объяснили в нескольких формах. То что до вас не доходит - не проблема сообщества.
Aner
QUOTE (vmitro @ Feb 10 2016, 18:37) *
Здравствуйте!!!
С помощью физики можно объяснить любые процессы. Вся наша жизнь физика. Высшая математика мне в жизни не приходилась,а вот без знания физических процессов происходящих в различных устройствах вы не только их разработать, отремонтировать не сможете.
В явлении самоиндукции отталкиваются от тока.Ток создаёт магнитное поле, изменяющейся магнитное поле-ЭДС самоиндукции.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. У меня сын учиться в энергетическом институте, надо как нибудь туда на кафедру ТОЭ подлежать.

С помощью физики не можно объяснить любые процессы! Просто мы все ещё на низком уровне развития.
И потом начните с трудов Максвела, перевод на руссий есть. Ну или хотябы Тамма почитайте. Резко возникшее непонимание должно рассеяться.
svss
Цитата(vmitro @ Feb 11 2016, 02:06) *
Я не философ, я-технарь. Обратился за помощью, а мне никто вразумительно не может дать ответ.Объяснение должно быть понятным.

Попробую вразумительно.

Вам ответили: "возникает первая производная" (то есть возникает скорость нарастания),
а вы продолжаете : "Резко возникшее магнитное поле является причиной..." !

Не поле возникает, а скорость его изменения.

Ток равен нулю, да, но скорость его изменения бесконечна.
(технической интуиции тут может не хватить, нужно чуть мозг напрячь и поверить формулам)
ШСА
Цитата(vmitro @ Feb 10 2016, 17:37) *
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.
wim
Цитата(ШСА @ Feb 11 2016, 19:46) *
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.
bbb
Цитата(wim @ Feb 11 2016, 17:54) *
Нет там никакой ЭДС самоиндукции.

А что тогда уравновешивает приложенную ЭДС?
wim
Цитата(bbb @ Feb 11 2016, 21:52) *
А что тогда уравновешивает приложенную ЭДС?
Правило вольт-секундного баланса, выполнение которого является святой обязанностью разработчика устройств с катушками индуктивности.

Aner
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.
bbb
Цитата(wim @ Feb 11 2016, 20:06) *
Правило вольт-секундного баланса

Вы его сами изобрели?
В книжке по ТОЭ о нем ничего не известно
Aner
QUOTE (bbb @ Feb 12 2016, 00:42) *
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.
Mikle Klinkovsky
Цитата(vmitro @ Feb 7 2016, 00:37) *
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.
wim
Цитата(bbb @ Feb 11 2016, 23:42) *
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/
vmitro
Цитата(ШСА @ Feb 11 2016, 16:46) *
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.
tyro
Цитата(vmitro @ Feb 7 2016, 00:37) *
Здравствуйте! Прошу пояснить физические процессы происходящие в катушке индуктивности в момент включения источника постоянной ЭДС.

Цитата(vmitro @ Feb 10 2016, 17:37) *
С помощью физики можно объяснить любые процессы. Вся наша жизнь физика.

Цитата(vmitro @ Feb 15 2016, 07:53) *
Все правильно, но в момент коммутации катушка разрывает цепь, ток равен нулю.

Пора определяться какой момент интересует biggrin.gif .
И следует учитывать:
Цитата
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.

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

это же не кнопка. ничего она там не разрывает
vmitro
Цитата(smalcom @ Feb 15 2016, 06:24) *
это же не кнопка. ничего она там не разрывает

Реактивное сопротивление катушки очень большое- практически бесконечность, если сравнивать с коммутационным элементом-да это кнопка.
ШСА
Цитата(vmitro @ Feb 15 2016, 11:22) *
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!
Gorby
Цитата(wim @ Feb 12 2016, 10:29) *
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....")
VNS
Цитата(Gorby @ Feb 15 2016, 12:52) *
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....")

Присоединяюсь к 'Gorby'...
Именно так нужно реагировать на метод самоутверждения автора темы. Интересно, но это самоутверждение, без знания теоретических основ радиотехники, уже является не техническим, а биологическим процессом, который можно наблюдать в природе повсюду и там же нет нужды в изучении математики.

Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.