363
Проверка этого обстоятельства может быть выполнена достаточно просто. Необходимо разместить первичную и вторичную обмотки трансформатора на противоположных концах железного сердечника, а посредине разместить третью обмотку, состоящую из двух одинаковых встречно включенных обмоток. На ней появится ЭДС, которая будет увеличиваться при уменьшении сопротивления нагрузки и увеличения тока во вторичной обмотке. Эта ЭДС свидетельствует об изменении градиента магнитного поля при изменении тока во вторичной обмотке. Поставленный эксперимент это полностью подтвердил. Однако это никак не вытекает из существующей теории трансформатора.
В обычных формулах расчета трансформатора зависимость ЭДС от того, как расположены обмотки на трансформаторном сердечнике, не предусмотрена, потому что в обычных трансформаторах первичная и вторичная обмотки размещаются непосредственно одна над другой. Однако и в этом случае наблюдаются, некоторые несоответствия расчетам, но их объясняют так называемыми магнитными полями рассеивания. На самом же деле, несоответствие расчетам нужно объяснять различием в расположениях первичной и вторичных обмоток.
Как уже указывалось выше, коэффициент взаимоиндукции проводников непосредственно зависит от расстояния между ними. Поэтому с удалением обмоток на трансформаторе друг от друга коэффициент их взаимоиндукции также должен снижаться. Для проверки этого обстоятельства был выполнен следующий эксперимент (рис. 8.14).
На ферритовом кольце имеющим внешний диаметр 98 мм, внутренний диаметр 60 мм и толщину 15 мм, были расположены две обмотки по 10 витков, одна из которых могла перемещаться вдоль кольца (рис. 8.16, а). Первичная обмотка запитывалась от звукового генератора, на вторичной обмотке в режиме холостого хода измерялась эдс. Измерения проводились на частотах 20 и 200 кГц. Результаты измерений сведены в таблицу и в виде графика показаны на рис. 8.16, б.
Таблица 8.4
|
Частота |
Напряжение на втор, обм., коэфф. транс. |
Угол разнесения обмоток на сердечнике, град (расстояние между центрами обмоток, мм) | |||
|
0° (0) |
45° (30,6) |
90° (55,9) |
180° (79) | ||
|
20 кГц |
U2, мВ |
149 |
141 |
136 |
134 |
|
«тр |
1 |
0,949 |
0,913 |
0,899 | |
|
200 кГц |
U2, мВ |
1534 |
1459 |
1401 |
1364 |
|
«тр |
1 |
0,951 |
0,913 |
0,899 | |
364
Рис. 8.16. Зависимость относительного значения коэффициента трансформации от взаиморасположения обмоток: а - схема расположения
обмоток на кольцевом сердечнике при проведении эксперимента; б - изменение коэффициента трансформации при изменении расстояния между обмотками.
Некоторый разброс показаний может быть отнесен за счет неточности фиксации расположения обмоток при эксперименте. Однако итоговый результат - более 10% уменьшения коэффициента трансформации за счет раздвигания обмоток на общем сердечнике -никак не может быть отнесен на этот счет, так же как он не может быть отнесен и на счет традиционного объяснения эффекта из-за полей рассеивания магнитного поля.
8.3.4. Электромагнитная индукция.
Как известно, закон электромагнитной индукции
е = - Blv (8.149)
отражает процесс наведения электродвижущей силы е в проводнике длиной / при перемещении его со скоростью v в магнитном поле, индукция которого равна В. Это закон близкодействия, непосредственно отражающий взаимодействие магнитного поля и движущегося в нем проводника.
Рассмотрим физическую сущность данного процесса.