Взаимная индуктивность

Рис. 21.1. Магнитные потоки катушек. Случай М > 0.

Рис. 21.2. Маркировка катушек. Случай М > 0.

Рис. 21.3. Маркировка катушек. Случай М < 0.

Рассмотрим две магнитно связанные катушки индуктивности. Магнитный поток каждой из них частично проходит через другую катушку (рис. 21.1, 21.2). Поэтому ток первой катушки посредством магнитного поля вследствие явления электромагнитной индукции создает на зажимах второй катушки напряжение , где М – коэффициент взаимной индуктивности. Он измеряется в генри (Гн). Ток второй катушки создает на зажимах первой напряжение .

Кроме того, напряжения на катушках создаются вследствие изменения своих собственных токов, поэтому

, .

Знак М зависит от взаимного расположения катушек, а также от выбора направлений стрелок тока и напряжений. Стрелки напряжений, как правило, направляют согласно стрелкам тока (рис.21.1), и часто вообще не показывают на схеме в явном виде.

Если магнитные поля, создаваемые положительными токами катушек, в области самих катушек складываются, то М > 0 (рис.21.1, 21.2), а если вычитаются, то M < 0 (рис.21.3).

На схемах эл. цепей взаимное расположение катушек показывается с помощью маркировки. "Начала" обмоток отмечаются точками. Если стрелки токов обеих катушек направлены от "начал" к "концам" или от "концов" к "началам", то M > 0 (рис.21.2). Если у одной катушки стрелка тока направлена от "начала" к "концу", а у другой наоборот, то M < 0 (рис.21.3).

Если сразу несколько катушек имеют магнитную связь, то их начала маркируются отдельно для каждой пары.

Если магнитный поток первой катушки полностью проходит через вторую (соответственно, поток второй катушки полностью проходит через первую), то - это так называемый "идеальный трансформатор". Значение М не может быть больше. Реально оно всегда меньше указанного значения из-за того, что магнитные потоки катушек никогда в точности не могут совпадать. Последнюю формулу легко доказать с помощью теории магнитных цепей.