Радио?.. Это очень просто! - Смирнова Ю. Л. - Страница 5

Н. — Что это такое?

Л. — Ты мог бы и сам догадаться. Это прибор, служащий для измерения силы тока. Я соединяю батарейку Б с первой катушкой, а миллиамперметр mА — со второй (рис. 7) и связываю обе катушки между собой.

Рис. 7. Индуктивное соединение первичной I и вторичной II катушек.

Б — гальваническая батарея; mА — миллиамперметр.

Н. — Да нет же! Они не связаны, так как между ними есть расстояние.

Л. — Ты ошибаешься, дружище. Связь, о которой идет речь, — это электромагнитная связь: вторая катушка находится в поле первой. Впрочем, ты это сейчас увидишь.

Н. — Я все же считаю, что ты ошибаешься, так как если бы вторая катушка находилась в поле первой, должен был бы появиться ток в соответствии с тем, что ты только что говорил относительно создания тока полем. Стрелка же миллиамперметра стоит на нуле.

Л. — Не говорил ли я тебе, что ток возникает только благодаря изменениям поля? Через первую катушку проходит постоянный ток, поле тоже постоянное, и нет оснований для появления тока во второй катушке.

А теперь внимание! Я отсоединяю батарейку первой катушки.

Н. — Невероятно! Стрелка миллиамперметра качнулась вправо, указывая на наличие тока малой длительности.

Л. — Этот ток вызван тем, что поле исчезло, т. е. изменилось от некоторой величины до нуля. А теперь я снова включаю батарейку.

Н. — Стрелка сдвинулась, но влево.

Л. — Потому что возникло поле, что является изменением, противоположным по знаку по сравнению с предыдущим случаем. Если вместо того, чтобы включать и выключать батарейку, я пропустил бы через первую катушку переменный электрический ток…

Н. — … то поле постоянно менялось бы, и во второй катушке также появился бы переменный ток.

Л. — Ты должен знать, что ток, который создает поле, называется индуктирующим, а ток, создаваемый полем, и индуктированным, или наведенным током. А само явление наведения одного тока другим называется электромагнитной индукцией.

Н. — Словом, допустим, что первая катушка — это ты, а вторая — я. Ток твоих мыслей с помощью звукового поля слов наводит ток мыслей в той же форме у меня, т. е. происходит своеобразная индукция.

Л. — Да, твои рассуждения правильны.

Беседа третья

Незнайкин. — Я много думал о том, что ты рассказал об индукции. Я хорошо понял, что изменение тока в одной катушке ведет к возникновению индуктированного тока в другой. Но каковы направление и сила индуктированного тока?

Любознайкин. — Индуктированный ток, надо тебе сказать, обладает очень плохим «характером»: он находится всегда в противоречии с индуктирующим током. Если последний течет, увеличиваясь в одном направлении, то индуктированный ток потечет в противоположном направлении (рис. 8).

Рис. 8. Направление тока индукции.

а — увеличение тока в катушке I вызывает в катушке II ток противоположного направления;

б — уменьшение тока в катушке I вызывает в катушке II ток того же направления.

Н. — Можно ли сказать, что если в индуктирующей катушке ток течет в направлении часовой стрелки, то индуктированный ток потечет в противоположном направлении?

Л. — Точно! А когда индуктирующий ток уменьшается, индуктированный ток идет в том же направлении, стараясь воспрепятствовать уменьшению первого.

Н. — Это как собака моего дядюшки.

Л. — Еще одна выдумка!

Н. — Совсем нет. Собака, о которой пойдет речь, упряма, как осел… Каждое утро, когда мой дядюшка занимается гимнастикой, он бегает вокруг сада со своей собакой, держа ее на поводке. Вначале, когда он ускоряет бег, собака тянет ею назад и сдерживает движение. Затем, когда он, устав, хочет замедлить свой бег, животное заставляет его ставить рекорды.

Л. — Мне кажется, эту историю ты только что выдумал. Тем не менее она доказывает, что ты понял явление индукции. Ты мог бы также добавить, что чем быстрее твой дядюшка ускорял или замедлял бег, тем сильнее была реакция его собаки, так как величина индуктированного тока пропорциональна скорости изменения индуктирующего тока, а также его величине.

Н. — Может быть, это и глупо то, что я скажу, но мне кажется, что если одна катушка индуктирует ток в витках другой, более или менее удаленной, то тем более она должна индуктировать ток в своих собственных витках.

Л. — Мой дорогой Незнайка, ты только что заново открыл явление самоиндукции. Поздравляю! Действительно, индуктированный ток появляется также и в той катушке, по которой течет индуктирующий ток. В этой катушке индуктированный ток сосуществует с индуктирующим и противодействует его изменениям в силу своего «духа противоречия».

Н. — Это совсем как в «психологических» романах, в которых «внутренний голос» постоянно противопоставляет свои доводы сентиментальным движениям героя.

Л. — Лучше бы ты прочел хорошую книжку по электричеству. Ты бы увидел, что самоиндукцию лучше сравнить с механической инерцией. Так же, как инерция всегда противодействует началу движения какого-либо тела и стремится удержать его в этом состоянии движения, так и самоиндукция противодействует появлению тока в обмотке (возрастающий ток вызывав! индуктированный ток противоположного направления) и стремится поддержать существующий ток, когда он начинает уменьшаться (ток, который уменьшается, индуктирует ток того же направления).

Н. — Так значит переменный ток, постоянно меняющий свою величину и направление, испытывает затруднения при прохождении через катушку?

Л. — Конечно, так как самоиндукция противодействует его изменениям (рис. 9). Сопротивление, которое появляется в результате явления самоиндукции, называется индуктивным сопротивлением. Не надо его путать с простым активным сопротивлением проводника. Индуктивное сопротивление зависит от коэффициента самоиндукции катушки, т. е. от индуктивного действия каждого витка на другие, а также от частоты тока.

Рис. 9. Иллюстрация явления индукции.

а — переменный ток, б — кривая индуктированного тока.

1 — индуктирующий ток увеличивается очень быстро, индуктированный ток имеет противоположное направление;