Из-за чего ток не сразу возрастает катушке и что его поддерживае

Важен сам внутренний процесс понимания
Автор
Сообщение
kodmandr
#19548 2014-10-01 15:06 GMT

Вот представим катушку, по ней начинает протекать ток.

Пусть катушка расположена вертикально и ток идёт сверху вниз.

В каждом витке будет возникать изменяющееся магнитное поле, которое будет пронизывать все остальные витки.

Но изменяющееся магнитное поле, ведь будет порождать и вихревые электрические поля. И ведь эти вихревые электрические поля будут совпалать с направлением тока в витках!!! Так вихревые электрические поля наоборот будут разгонять ток в катушке. Но ведь это не так...

Если мы посмотрим с точки зрения силы Лоренца, то расширяющийся поток магнитных силовых линий возрастает и пересекает витки. То сила Лоренца при возрастании тока будет действительно направлена против направления протекания тока и будет тормозить его, а при убывании будет направлена в сторону поддержания тока.

Так почему же мы игнорируем вихревые электрические поля в этом вопросе??? Ведь они при возрастании наоборот поддерживают ток, при убывании тормозят его ещё больше... Как нейтрализуется действие вихревых электрических токов.

Или тут что-то вроде системы перевешивания.

Да при возрастании тока, вихревые электрические поля от появляющегося магнитного потока сонаправлены с током в витках катушки. Но вихревое электрическое поле нейтрализуется из-за того, что оно одновременно и разгоняет и тормозит ток в витках катушки. И таким образом сила Лоренца оказывается в преимуществе.

А при убывании тока вихревые поля всё также и поддерживают и тормозят ток в витках. И снова сила Лоренца в преимуществе будет тоже.

Объясните пожалуйста физически этот процесс.

1. Что происходит с вихревыми электрическими полями?

2. И правильно ли я сделал вывод что суть торможения и поддерживания тока в витках катушки именно в силе Лоренца.

Заранне большое спасибо!

Count_May
#19552 2014-10-01 20:06 GMT

#19548 kodmandr :

Вот представим катушку, по ней начинает протекать ток.

Пусть катушка расположена вертикально и ток идёт сверху вниз.

Ориентация катушки и направление тока здесь ни причём.

#19548 kodmandr :

В каждом витке будет возникать изменяющееся магнитное поле, которое будет пронизывать все остальные витки.

Но изменяющееся магнитное поле, ведь будет порождать и вихревые электрические поля. И ведь эти вихревые электрические поля будут совпалать с направлением тока в витках!!! Так вихревые электрические поля наоборот будут разгонять ток в катушке. Но ведь это не так...

Магнитное поле индукционного тока противоположно внешнему полю - правило Ленца. Существенное влияние индукционного тока, как правило, проявляется в массивных металлических тела. Витки катушки несравненно меньше по массе, поэтому мы и игнорируем индукционный ток. Вспомните индукционные печи. Что касается включения и выключения цепи и поведении тока в цепи - вопрос подробно разобран в учебниках.

kodmandr
#19557 2014-10-02 03:38 GMT

То есть вихревые электрические поля порождаемые изменяющимся магнитным полем катушки не действуют из-за малых размеров катушки и малого сечения проводника.

Если верно, напишите пожалуйста что правильно понял ваш ответ!!!

И спасибо Вам большое за помощь!!! Очень благодарен!!!

Count_May
#19560 2014-10-02 11:08 GMT

Возникновение индукционного тока в витках катушки говорит о появившихся сторонних силах, действующих на носители зарядов, что в вашем первом сообщении отмечено. Но эти сторонние силы не связаны с тепловыми и химическими процессами в контуре и эти силы не являются силами Лоренца, так как силы Лоренца не производят работу. Можно сделать вывод, что индукционный ток в витках контура обусловлен электрическим полем. Дальше сработает гипотеза Максвелла о переменных полях.

kodmandr
#19568 2014-10-02 18:58 GMT

Да действительно, при возрастании тока в катушке, усиливающийся магнитный поток в катушке породит вихревые электрические поля противоположенного направления. Эти поля будут тормозить резкое возрастание тока в катушке.

А вот тут прав ли буду в рассуждениях, что:

1. Когда ток в катушке начинает возрастать, то из-за того что появляется встречная ЭДС, в пространстве МГНОВЕННО возникают очень сильное встречное магнитное поле и ВСТРЕЧНЫЕ ТОКУ КАТУШКИ ВИХРЕВЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОЛЯ. Тут прав буду???

Это важный момент для понимания сути, что встречное вихревое поле мгновенно устанавливается высокого значения!!!

2. Но поскольку изменение тока постепенно уменьшается, то и встречный магнитный поток уменьшается, и в пространстве противоположенное магнитное поле полю катушки следовательно не накапливается.

3. При убывании тока в катушке её накопленное магнитное поле уменьшаясь поддерживает направление тока вихревыми электрическими полями возникающими от убывания магнитного потока.

Вроде постарался разложить процесс подробно...

Скажите я ошибся в 1 и 2 пунктах про мгновенное установление сильного встречного магнитного потока и сильных встречных вихревых полей следовательно?

Count_May
#19570 2014-10-02 20:22 GMT

#19568 kodmandr :

Да действительно, при возрастании тока в катушке, усиливающийся магнитный поток в катушке породит вихревые электрические поля противоположенного направления. Эти поля будут тормозить резкое возрастание тока в катушке.

А вот тут прав ли буду в рассуждениях, что:

1. Когда ток в катушке начинает возрастать, то из-за того что появляется встречная ЭДС, в пространстве МГНОВЕННО возникают очень сильное встречное магнитное поле и ВСТРЕЧНЫЕ ТОКУ КАТУШКИ ВИХРЕВЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОЛЯ. Тут прав буду???

Когда ток в катушке меняется (возрастает или убывает), действительно, в пространстве со скоростью = с появляются вихревое электрическое и магнитное поля. Это и есть гипотеза Максвелла. Более того, эти поля распространяются в не проводящей среде со скоростью = с. Но причина не во встречной э.д.с. а в изменяющемся токе, следовательно в изменяющемся электрическом поле. Вокруг проводки в домах есть эл.маг. поле частотой 50 Гц. А такие поля далеко не распространяются. "Сильное" - лучше говорить о говорить о напряжённости, которая зависит от величины тока в катушке.

kodmandr
#19574 2014-10-03 04:32 GMT

А если к пониманию, что же поддерживает ток в катушке того же направлени, что было и при возрастании подойду со стороны скин-эффекта.

Ведь витки катушки в центре сечения при возрастании тока всё больше "закупоривались" и выталкивали заряды к краям стенок проводника. Что, кстати согласуется с Максвеллом, а также явлением и направлением вихревых электрических полей препятствующих возрастанию.

А когда магный поток начал уменьшаться, уменьшающееся вихревое электрическое поле стало давать всё больше зарядом возможность идти. И так при уменьшении магнитного потока электроны вытолканные к стенкам сечения проводника получают возможность идти дальше, и препятствие центра сечения исчезает пропорционально.

Может в этом вся суть??? Count May, если оттолкнуться от скин-эффекта при понимании того, как убывающее магнитное поле способно поддерживать ток в катушке.

Я прав сейчас???

Count_May
#19581 2014-10-03 19:14 GMT

В основном всё так.

Лаборант
#19582 2014-10-03 19:36 GMT

#19574 kodmandr :

А если к пониманию, что же поддерживает ток в катушке того же направлени, что было и при возрастании подойду со стороны скин-эффекта.

Может в этом вся суть??? Count May, если оттолкнуться от скин-эффекта при понимании того, как убывающее магнитное поле способно поддерживать ток в катушке.

Я прав сейчас???

А какое отношение скин эффект имеет к постоянному току?

Если ни то, ни другое, ни третье не помогает, прочтите, наконец инструкцию.

kodmandr
#19586 2014-10-04 14:24 GMT

Лаборант, мы смотрели действие катушки при возрастании тока и при его убывании.

Катушка пытается поддерживать ток того же значения, которое было до убывания расходуя своё магнитное поле.

Ну а раз магнитное поле расходуется значит есть изменение и есть вихревые электрические поля.

Представим в катушке ток возрастал и потом стал убывать. Насколько понимаю в принципе ошибки не должно быть если представил процесс через явление скин эффекта.

Только хотел бы уточнить, один короткий момент ещё. Если рассуждаем с точки зрения вихревых электрических полей о принципах действия катушки.

Тк в катушке начал возрастать. Катушка накапливая магнитное поле всё больше и больше порождает вихревые электрические поля, которые кстати противоположенного направления току в катуше и тем самым препятствующие возрастанию тока.

Когда ток в катушке достиг максимального значения в пространстве вихревые эктрические поля тормозящие катушку ведь тоже достигли максимального значения!!!

Ведь чем больше тока возрастало тем вихревых токов нужно было большего значения для сдерживания. Тут вроде пока не заблудился в рассуждениях.

А потом когда магнитное поле начинает убывать, то вихревые электрические поля которые тормозили возрастание, будут уменьшаться до 0.

То есть они (вихревые электрические поля) так и остаются направлены противоположенно закончившему возрастание току катушки, НО СВОИМ УБЫВАНИЕМ ОНИ (вихревые электрические поля) ПОДДЕРЖИВАЮТ ТОК СОХРАНЯЯ И ПОДДЕРЖИВАЯ ТОК КОТОРЫЙ БЫЛ В КАТУШКЕ.

ВОТ ТУТ ТЕПЕРЬ НИГДЕ НЕ ОШИБСЯ???

ВЫХОДИТ ЕСЛИ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ КАТУШКИ МАКСИМАЛЬНО, ТО МАКСИМАЛЬНЫ И ПРОТИВОПОЛОЖЕННЫЕ ВИХРЕВЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОЛЯ В ПРОСТРАНСТВЕ.

ДА НО ТОЛЬКО МАКСИМАЛЬНОЕ ВИХРЕВОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ БУДЕТ ПРОТИВОПОЛОЖЕННОЕ НАПРАВЛЕНИЮ ВОЗРАСТАВШЕГО ТОКА В КАТУШКЕ.

И ЭТО МАКСИМАЛЬНОЕ ПРОТИВОПОЛОЖЕННОЕ ВИХРЕВОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ СВОИМ УБЫВАНИЕМ, ИМЕННО СВОИМ УБЫВАНИЕМ, ПОДЛЕРЖИВАЕТ ТОК В КАТУШКЕ.

Если заблудился, то извините. Поправьте если не прав, чтобы не путать других усастников форума.

Просто тоде разбираюсь и пытаюсь понять сам механизм действия катушки.

Заранее спасибо!!!

Лаборант
#19587 2014-10-04 14:40 GMT

Скин эффект зависит от частоты. А где частота на постоянном токе?

Если в голове каша, то не надо делать ещё и винегрет.

Если ни то, ни другое, ни третье не помогает, прочтите, наконец инструкцию.

kodmandr
#19595 2014-10-05 14:56 GMT

Наверное да, запутался...

Во всей дискуссии мы рассматривали пропускание переменного тока через катушку. Поэтому и говорили про возрастание и убывание тока.

Можно попросить тогда написать как катушка начинает противодействовать возрастающему в ней току, а как будет поддерживать убывающий ток.

Именно интересно понять с точки зрения вихревых электрических полей по Максвеллу.

Как я представляю процесс:

Ток начал возрастать и в каждом витке катушки магнитное поле стало увеличиваться.

Изменяющееся в сторону увеличения магнитное поле порождало вихревые электрические поля тормозящие возрастание тока.

Отсюда как понимаю, магнитное поле возросло до максимального значения, значит и вихревые электрические поля тоже возросли до максимального значения в пространстве. Ведь верно же?

Но несмотря на то, что вихревые электрические поля возрастали до максимального значения, катушка пропускала всё больше и больше тока, преодолевая встречную ЭДС.

И к моменту, максимума встречной ЭДС не стало.

Но ведь теперь вихревые электрические поля в пространстве, от максимального значения начинают убывать до 0. И не смотря на то, что они ОСТАЮТСЯ ВСТРЕЧНО ОРИЕНТИРОВАНЫ току катушки, они своим убыванием поддерживают ток.

Поправьте где я ошибся пожалуйста.