Последовательное соединение магнитно связанных катушек

Последовательное соединение двух магнитно связанных катушек представлена на рис. ____. Понятно, что эти катушки соединены согласовано.

Рис. 94

При последовательном включении двух катушек в каждой из них имеет место один и тот же ток .

Падения напряжения самоиндукции  и  направлены по направлению тока . Ток в обеих катушках направлен от начал к концам, следовательно, они включены согласованно. Это значит, что падения напряжения от взаимной индукции совпадают по направлению с падениями напряжения от самоиндукции.

Поэтому

=

Таким образом, эквивалентное сопротивление двух согласованно включенных катушек

Значит .

Эквивалентное сопротивление каждой катушки равны  и , а сами индуктивности  и .

При согласованном включении катушек индуктивность и реактивное сопротивление каждой из них возрастает.

Ток в такой схеме оказывается меньше, чем если бы в этих катушках магнитные связи отсутствовали.

Если в этой цепи изменить полярность одной из катушек (рис. 94) получаем встречное включение

Рис. 94

В этом случае

=

Это значит, что при встречном включении двух катушек  и ,  и .

Индуктивность каждой из двух встречно включенных катушек уменьшается на М, а цепи в целом на 2М.

Ток в этом случае  оказывается больше, чем в случае, если бы магнитная связь отсутствовала и больше, чем при согласованном включении этих катушек, поскольку х_{э встр.} < х_{э cогл.}

Опытные определения величины взаимоиндукции и маркировка зажимов магнитно связанных катушек

Для определения начал и конца двух магнитно связанных катушек и величины магнитной индукции «М» собирают схему на рис. 95

Рис. 95

Ясно, что эти две катушки могут быть соединены либо согласованно, либо встречно. За начало первой катушки произвольно выбирается любой из ее зажимов, например зажим 1. В этом случае ток входит в начало этой катушки.

Задача состоит в том, чтобы при выбранном начале первой катушки с учетом направления тока в цепи определить начало (одноименный зажим) второй катушки. Для этого при неизменном напряжении на входе цепи проводятся два опыта.

В первом опыте вторая катушка включается произвольно и фиксируются показания приборов  и  (действующие значения напряжения и тока). Эти показания позволяют вычислить величину входного сопротивления .

Во втором опыте зажимы второй катушки (3 и 4) меняются местами. И снова снимаются показания приборов  и .

Величина тока в этом случае , а .

Понятно, что в одном из этих опытов катушки были соединены согласовано, а в другом - встречно.

Поскольку х _cогл. > х _встр. , согласованно катушки включены в том опыте, где ток оказался меньше. Это и позволяет промаркировать зажимы катушек: в опыте с согласованным включением началом обмотки второй атушки является клемма 1.

Одновременно эти опыты позволяют вычислить М.

Поскольку , а , то .

Таким образом, .