ЭДС самоиндукции

[Болтик]

Не могу понять почему напряжение на выходе отставеть должно от тока на 90 градусов!
Я тут нарисовал как я понимаю это происходит, но у меня он опережает ток на 45 градусов!
Помогите пожалуйста, обьясните как?!?

ЭДС си.JPG

ведь изначально напряга совпадает с током?

(34.25 КБ) 702 скачивания

[rustot]

U ~ dI/dt
напряжение максимально когда максимален _рост_ тока. у синусоиды рост максимален в момент когда само значение нулевое. то есть в тот момент когда ток нарастая переходит через 0 напряжение уже достигло максимума, то есть той точки которой ток достигнет только через четверть периода. то есть ток как бы отстает на 90 градусов, он в том состоянии в котором напряжение было 90 градусов назад

ну или в зависимотсти от того что именно мы смотрим напряжение или противоэдс, меняется знак. напряжение пропорционально росту тока, противоэдс пропорциональна убыванию тока. для противоэдс напряжение минимально в точке где ток при росте переходит через 0, то есть ток в том состоянии в котором противоэдс будет через четверть периода и ток опережает противоэдс

[B@R5uk]

Что? где? когда? Какой-то очень абстрактный вопрос, не понятно что к чему.

Если вас интересует связь тока через идеальную индуктивность с напряжением на ней (оно равно минус эдс), то эта связь простая:

U = L * dI/dt

Если ток меняется по синусоидальному закону:

I = I0 * sin (w * t)

То напряжение будет меняться по закону косинуса (простое дифференцирование):

U = L * w * I0 * cos (w * t)

Вот и вся взаимосвязь.

Не могу понять почему напряжение на выходе отставеть должно от тока на 90 градусов!

Вообще, меня терзают сомнения, имеете ли вы в виду просто катушку или же трансформатор. У катушки нет входа и выхода, у неё есть просто два вывода.

[Болтик]

Спасибо, за ответы, но
У меня есть учебники, я могу посмотреть в интернете законы... мне интерсна сама суть.
Я про конденсатор пойму, там логически представлятеся: "ага ток потек с одной обкладки, напряга падает, ток растет растет, а напряга падает, потом оппа ноль.... т.д."
А про катушку не понимаю.

(оно равно минус эдс)

Почему?Как?!?

То напряжение будет меняться по закону косинуса (простое дифференцирование)

это всегда так?... я в замешательстве, я думал максимум тока равен максимуму напряжению.
Всегда чтоли напряга это изменение тока? Или только для переменных, или только для синусов?
Я не шибко гений, и что вам простоя понять не могу, я не могу понять, чтобы потом делать какие либо выводы...
ещё раз спасибо

Вообще, меня терзают сомнения, имеете ли вы в виду просто катушку или же трансформатор. У катушки нет входа и выхода, у неё есть просто два вывода.

я имею ввиду выход это если закоротить выоды питанию...эээ...напрямую подключить к генератору, напряжение снимать на выводах.

[rustot]

(оно равно минус эдс)

Почему?Как?!?

у катушки нулевое сопротивление в идеале. конечный ток в ней может течь только при нулевом суммарном напряжении. вот противоэдс и подстраивается всегда так, чтобы быть равной приложенному напряжению с обратным знаком, чтобы обнулять его.

вопрос о знаках тут конечно не очень внятный, что именно считать положительным. вот если напряжение приложено сверху вниз, чтобы пытаться гнать ток сверху вниз, то противоэдс направлена так, чтобы гнать ток снизу вверх. но при этом + у противоэдс тоже оказывается вверху, потому-что она приложена 'изнутри' как в батарейке. в батарейке же тоже эдс пытается гнать ток от минуса у плюсу

[Болтик]

вот противоэдс и подстраивается всегда так, чтобы быть равной приложенному напряжению с обратным знаком, чтобы обнулять его.

ПротивоЭДС это ЭДСси? или это противоЭДСси, все равно, если складывать самоиндукцию и источник (напряжения), то получться нечто другое... а именно 45градусов.

[rustot]

не понимаю откуда могло бы взяться 45 градусов. есть приложенное напряжение в фазе 0, есть противоэдс в фазе 180, есть ток в фазе -90, откуда из этого хозяйства можно получить 45? 45 можно получить только включив в цепь сопротивление, тогда ток будет оставать уже не на 90 градусов

[Болтик]

А вот как:
ЭДС источника 0
Ток 0
Магнитное поле от тока 0
Самоиндукции ЭДС +90
Складываем ЭДСси и ЭДСисточника там +45 получается (если они одинковые по амплитуде)

Вы подразумеваете под противоэдс самоиндукцию?

[rustot]

А вот как:
ЭДС источника 0
Ток 0
Магнитное поле от тока 0
Самоиндукции ЭДС +90
Складываем ЭДСси и ЭДСисточника там +45 получается (если они одинковые по амплитуде)

Вы подразумеваете под противоэдс самоиндукцию?

а что вдруг эдс самоиндукции 90? она 180 или 0 смотря как знак выбрать. 90 - это ток, а ток с напряжением не складывается

приложенное напряжение 0 = ток не меняется = магнитное поле не меняется = противоэдс 0

[Болтик]

НУ СМОТРИ,
ток с напряжением изначально (до катуки) шли вместе. т.е. по фазе нули
Потом ток породил магнитное поле переменное (по фазе тоже ноль), оно породило ЭДС самоиндукции, которое по фазе сдвинуто на +90.
Складываю две ЭДС и вот

[rustot]

это в какой момент и с чего ток и напряжение 'придут в одной фазе'? они изначально идут не в фазе. прямо от источника, потому-что нагрузка реактивная.

нет ни тока ни напряжения. теперь приложили напряжение в момент U=max, то есть в фазе 90. ток нулевой но растет то есть в фазе 0. напряжение убывает, ток растет, в тот момент когда напряжение достигнет нуля (фаза 180) ток как раз достигнет максимума (фаза 90). потом напряжение становится отрицательным но ток продолжает течь в ту же сторону и только когда напряжение достигнет минимума (фаза 270) ток достигнет нуля (фаза 180)

а если рассматривать вырожденный случай когда мы к катушке без тока подключаем напряжение в фазе 0 то тут вообще речь о фазах не идет, потому-что ток будет не синусоидальным сначала. и только через несколько периодов когда переходные процессы рассосутся фазе 0 напряжения будет соответствовать фаза -90 тока, фаза -90 магнитного поля (которое в фазе с током), фаза 180 противоэдс (которая минус производная от магнитного поля)

[Болтик]

Но как может течь ток, когда напряжения нет?
И ещё раз спрошу.... что за противоэдс?

[rustot]

Но как может течь ток, когда напряжения нет?
И ещё раз спрошу.... что за противоэдс?

эдс самоиндукции в данном случае. противоэдс более общее понятие, включающее и самоиндукцию

не только течет когда напряжения нет, а даже течет в одну сторону когда напряжение пытается заставить его течь в другую. такое уж свойство индуктивности - инерционность, напряжения уже нету а ток по инерции все течет.

я наврал что если стартануть и ток и напряжение в нулевой фазе будет не синусоида. будет при U=Um*sin(w*t) ток I=Um/wL * (1-cos(w*t)). то есть синусоида в фазе -90 но с постоянной составяляющей, то есть ток всегда будет идти в одну сторону. в реальной индуктивности будет переходный процесс с постепенным исчезновеним постоянки. но фаза переменной составляющей сразу же установится -90

[B@R5uk]

Но как может течь ток, когда напряжения нет?

По глубине своего непонимания этот вопрос аналогичен вопросу "как в конденсаторе может существовать заряд, когда ток через него не течёт?"

Точно так же, как конденсатор накапливает заряд, так и индуктивность накапливает ток. Заряд на конденсаторе не может мгновенно измениться (это равносильно бесконечно большому току), точно так же ток через индуктивность не может мгновенно измениться (это равносильно бесконечно большому приложенному напряжению).

Точно так же, как идеальный конденсатор будет хранить заряд вечно, если его отключить от схемы, так и через идеальную индуктивность будет бесконечно долго течь ток, если её замкнуть саму на себя, тем самым отключив от схемы.

С реальными индуктивностями и конденсаторами, разумеется такого не выйдет. Конденсатор будет самопроизвольно разряжаться, а энергия индуктивности очень быстро рассеется на активной составляющей, которая всегда присутствует. Конечно, есть сверхпроводники, используемые для сверхмощных магнитов, и есть конденсаторы, способные хранить заряд годами (например, конденсаторы битов памяти во флешках), но и в них всё равно есть свои потери.