Потокосцепление

Потокосцепление
$\Psi$
Единицы измерения
СИ	Вебер
СГС	Максвелл

Потокосцепле́ние (полный магнитный поток) — физическая величина, представляющая собой суммарный магнитный поток, сцепляющийся со всеми витками катушки индуктивности.

Определение

Потокосцепление численно равно сумме магнитных потоков, проходящих через каждый виток катушки, т.е. при количестве витков N и одинаковом магнитном потоке в каждом витке потокосцепление можно определить как $\Psi = N\Phi_1,$ где $\Phi_1$ — магнитный поток одного витка [ Вб ].

Файл:Coil1.PNG

Распределение магнитных потоков по обмотке соленоида.

В идеальном соленоиде все магнитные силовые линии проходят через каждый виток (т.е. не пересекают боковую поверхность соленоида), и, следовательно, магнитный поток каждого витка одинаков. Однако на практике магнитные потоки в витках катушки отличаются и величина потокосцепления определяется по формуле:

$\Psi = \sum^{N}_{i=1} {\Phi_i},$

где:
$N$ — количество витков;
$i$ — номер витка, с которым сцеплен поток $\Phi_1.$

В случае, если катушка имеет ферромагнитный сердечник, потокосцепление можно определить по формуле:

$\Psi = N\Phi_C,$

где $\Phi_C$ — магнитный поток через магнитопровод (сердечник) катушки.

Величина потокосцепления, помимо магнитного потока, имеет связь с током I в индуктивности, определяющуюся выражением:

$\Psi = IL,$

где $L$ — индуктивность катушки [ Гн ].

Эта формула выражает принцип непрерывности во времени потокосцепления катушки индуктивности.

Принцип непрерывности

Запас энергии магнитного поля в катушке индуктивности не может измениться скачком. Это выражает принцип непрерывности во времени. Невозможность скачкообразного изменения потокосцепления индуктивности объясняется, в свою очередь, тем, что в противном случае на индуктивности появилось бы бесконечно большое напряжение, что противоречит опыту.

Принцип непрерывности также означает, что ток в индуктивности не может измениться скачком (см. переходные процессы в электрических цепях):

$i_L(0+) = i_L(0-)$ — первый закон коммутации.

См. также

• Магнитный поток
• Индуктивность
• Катушка индуктивности

Литература

• Иродов И.Е. Электромагнетизм. Основные законы. 2010. 319 с. — ISBN 978-5-9963-0281-9