122
не соответствие расчетам нужно объяснять и 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. 5.7).
|
1—1 |
F» |
«тр I |
|
|
A "24 |
0,5 |
||
|
1 w |
|||
|
f |
Л& |
0 |
|
10 20 30 40 50 60 70 г, мм
W, W21
Рис. 5.7. 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.
На ферритовом кольце, имеющем 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. 5.7а). 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 5.2 и в виде графика показаны на рис. 5.7б.
Таблица 5.2
|
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 |
|
к тр |
1 |
0,949 |
0, 913 |
0,899 |
|
|
200 кГц |
U2, мВ |
1534 |
1459 |
1401 |
1364 |
|
к тр |
1 |
0,951 |
0,913 |
0,899 |
|
Физическая сущность электромагнитных взаимодействий 123
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.
5.3. Силовое взаимодействие проводников с током
Как известно, при протекании по двум параллельным проводникам токов проводники испытывают взаимное притяжение, если токи текут в одном и том же направлении, или отталкивание, если направления токов противоположны. В соответствии с законом Ампера сила взаимодействия параллельных проводников с током в вакууме определяется выражением
I1 I 2 l F = - m0 , (5.34)
где /и0 = 4π ·10–7 Гн·м-1 — магнитная проницаемость вакуума; I 1 и I2 — величины токов в первом и втором проводниках; l — длина проводников; d — расстояние между их осями.
Приведенное известное выражение соответствует опытным данным, однако, не выражает физической сущности взаимодействия проводов с током. Для понимания физической сущности рассмотрим взаимодействие двух электронов — уплотненных тороидальных вихревых винтовых колец шаровой формы, расположенных каждый в одном из двух проводов, расположенных параллельно относительно друг друга.
Электрон, находящийся в первом проводе под воздействием тороидальной составляющей движения электрического поля разворачивается так, что главная ось электрона оказывается под углом к продольной оси провода меньшим, чем π/2. Для простоты вывода положим, что главные оси электронов и оси проводов совпадают по направлению, реальный угол поворота будет учтен в дальнейшем.
