Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 13101
2020-02-10 
На тороидальном сердечнике с большой магнитной проницаемостью намотана толстым проводом катушка, содержащая большое количество витков. От середины обмотки сделан отвод. Крайние выводы катушки подключили к сети 220 В, а между крайним и средним выводами катушки включили лампу на 110 В мощностью 60 Вт. Найдите токи каждой из половин обмотки. Кстати, заметим, что такое устройство (катушка с отводом на ферромагнитном сердечнике) называется автотрансформатором.
Решение:
Пусть та часть обмотки, к которой подключена лампа, называется нижней, а вторая часть обмотки - верхней. Ток от сети втекает в верхнюю обмотку, затем, дойдя до точки соединения половин, он частично ответвляется в лампу, а частично течет в нижнюю обмотку. Ток через лампу составляет 60 Вт/110 В = 0,54 А (мы работаем с действующими значениями напряжения и тока). Если потери энергии в сердечнике и обмотке не учитывать, то от сети тоже потребляется мощность 60 Вт, тогда ток верхней половины обмотки вдвое меньше тока нагрузки и составляет 60 Вт/220 В = 0,27 А. Получается, что ток нижней обмотки тоже составляет 0,27 А и течет навстречу току верхней обмотки (их сумма протекает через лампу).
При этих рассуждениях мы не учитывали маленького тока, дополнительно втекающего в трансформатор, - этот ток протекал через обмотку и до подключения лампы, его называют током холостого хода трансформатора (автотрансформатора). Именно этот ток создает магнитный поток через катушку, производная которого (ЭДС самоиндукции) компенсирует приложенное к катушке напряжение сети. Но при большой индуктивности катушки (много витков, ферромагнитный сердечник катушки) ток холостого хода получается совсем малым, и по сравнению с вычисленными токами им можно пренебречь.
На тороидальном сердечнике с большой магнитной проницаемостью намотана толстым проводом катушка, содержащая большое количество витков. От середины обмотки сделан отвод. Крайние выводы катушки подключили к сети 220 В, а между крайним и средним выводами катушки включили лампу на 110 В мощностью 60 Вт. Найдите токи каждой из половин обмотки. Кстати, заметим, что такое устройство (катушка с отводом на ферромагнитном сердечнике) называется автотрансформатором.
Решение:
Пусть та часть обмотки, к которой подключена лампа, называется нижней, а вторая часть обмотки - верхней. Ток от сети втекает в верхнюю обмотку, затем, дойдя до точки соединения половин, он частично ответвляется в лампу, а частично течет в нижнюю обмотку. Ток через лампу составляет 60 Вт/110 В = 0,54 А (мы работаем с действующими значениями напряжения и тока). Если потери энергии в сердечнике и обмотке не учитывать, то от сети тоже потребляется мощность 60 Вт, тогда ток верхней половины обмотки вдвое меньше тока нагрузки и составляет 60 Вт/220 В = 0,27 А. Получается, что ток нижней обмотки тоже составляет 0,27 А и течет навстречу току верхней обмотки (их сумма протекает через лампу).
При этих рассуждениях мы не учитывали маленького тока, дополнительно втекающего в трансформатор, - этот ток протекал через обмотку и до подключения лампы, его называют током холостого хода трансформатора (автотрансформатора). Именно этот ток создает магнитный поток через катушку, производная которого (ЭДС самоиндукции) компенсирует приложенное к катушке напряжение сети. Но при большой индуктивности катушки (много витков, ферромагнитный сердечник катушки) ток холостого хода получается совсем малым, и по сравнению с вычисленными токами им можно пренебречь.
