Ниже представлено устройство магнитного реле. Суть при заключается в том, чтобы при возникновении тока в управляющей цепи (такое название обусловлено тем, что эта цепь управляет реле) замыкается вторичная цепь, в которую подключён какой-либо потребитель.
Рассмотрите рисунок.
Объясните устройство данного прибора, пояснив и то, зачем нужны пружина и подвижный сердечник.
Отметьте, есть ли разница в том, в какую сторону течёт ток в управляющей цепи.
Предположите, в чём практический смысл данного устройства, если по своим функциям оно очень схоже с обычной кнопкой.
ответ: Сила тока в контуре меняется по гармоническому закону:
i = I * sin (ωt), I - амплитуда силы тока, ω - частота. При этом в катушке возникает явление самоиндукции, чье ЭДС вычисляем как:
ε = - L *(di/dt), где L - индуктивность катушки контура.
di/dt = I*ω* cos(ωt) ⇒ ε = - L*I*ω* cos(ωt). Удельная работа вихревого поля (то есть ЭДС самоиндукции ε) равна по модулю и противоположна по знаку удельной работе кулоновского поля, то есть напряжению u - работе по перемещению единичного заряда ⇒
u = - ε = L*I*ω* cos(ωt) ⇒ u(max) = L*I*ω, откуда L = u(max)/(I*ω).
Для радиоволн, которые распространяются со скоростью света
с = 3*10^8 м/с, имеет место равенство: с = λν, ν = ω/2π - линейная частота (ω-частота круговая, циклическая), λ = 20 м - длина волны
⇒ ω = 2πс/λ ⇒ L = u(max) * λ/(2πс*I) = (50*20)/(2π*5*3*10^8) =
0,106*10^(-6) Гн = 1,06*10^(-7) Гн