Закон самоіндукції. Індуктивність.

Вихрове електричне поле виникає в провіднику в разі зміни магнітного поля, в якому розташований провідник. таке поле може бути створене й змінним струмом самого провідника, причому провідник не може «відрізнити» «своє» поле від «чужого». З’ясуємо, які виникають ефекти, якщо провідник перебуває у «своєму» змінному магнітному полі

1. Явище самоіндукції

Складемо електричне коло, яке складається з джерела струму, ключа, двох однакових лампочок, котушки з осердям і резистором, з електричним опором, рівним опору обмотки котушки.

Після замкнення кола лампа 1 спалахне практично відразу, а лампа 2 — з помітним запізненням.

Пояснення: Усередині котушки виникає змінне магнітне поле, магнітна індукція якого теж збільшується. Змінне магнітне поле створює вихрове електричне поле , яке в цьому випадку буде протидіяти струму в котушці (правило Ленца). Саме тому сила струму в колі котушки (а отже, і в лампі 2) зростатиме не відразу, а поступово. Зрозуміло, що в провідниках, які підводять струм до лампи 1, також виникає вихрове електричне поле, але створена ним ЕРС є незначною.

Відразу після розімкнення кола сила струму в колі зменшується. Магнітна індукція поля, створеного струмом, теж зменшується. Змінне магнітне поле створює вихрове електричне поле , яке в цьому випадку підтримуватиме струм у котушці (правило Ленца).

Здається, що лампа 2 повинна згаснути пізніше, ніж лампа 1, але обидві гаснуть одночасно! Річ у тім, що коло, яке складається із двох ламп, котушки і резистора, залишається замкненим. Котушка в цьому колі слугує джерелом струму: вихрове електричне поле, що виникло в котушці, підтримує в колі струм. Струм через котушку і лампу 2 продовжує йти в тому самому напрямку, а напрямок струму в лампі 1 і резисторі змінюється на протилежний

Явище самоіндукції – це явище виникнення вихрового електричного поля в провіднику, в якому тече змінний електричний струм

Яке правило допомагає визначити напрям індукційного струму?

2. ЕРС самоіндукції

Самоіндукція – це окремий випадок явища електромагнітної індукції. Електрорушійну силу в цьому випадку називають ЕРС самоіндукції .$E_{іs}$Електрорушійна сила самоіндукції – це електрорушійна силу індукції, що створюється в провіднику внаслідок зміни його власного магнітного поля.

$E_{i}s=\left\vert\frac{\DeltaФ}{\Delta t}\right\vert$

Магнітний потік прямо пропорційний магнітній індукції магнітного поля струму ; магнітна індукція прямо пропорційна силі струму в провіднику .

Магнітний потік прямо пропорційний силі струму в провіднику: $Ф=L\cdot I$ ( L– коефіцієнт пропорційності).

Зміна магнітного потоку прямо пропорційна зміні сили струму: $\DeltaФ=L\cdot\Delta I$

Розв'яжіть задачу і прикріпить фото

№ 1 Визначте магнітний потік, що пронизує котушку індуктивністю $0,3 Гн$, якщо сила струму в ній дорівнює $2 А$.

Розв'яжіть задачу і прикріпить фото

№2 Скільки витків має котушка індуктивністю $0,003 Гн$, якщо при зміні струму на $3А$ магнітний потік всередині котушки дорівнює $6\cdot10^{-6}Вб$?

Розв'яжіть задачу і прикріпить фото

№ 3 Визначте індуктивність котушки, якщо внаслідок зміни сили струму в ній на $0,5 А$ протягом $0,4 с$ виникає ЕРС самоіндукції $2 В$.

Розв'яжіть задачу і прикріпить фото

Вправа 13 (7) Замкненому мідному проводу, який має довжину $2 м$ і площу поперечного перерізу $17мм^2$, надали форму квадрата і помістили в однорідне магнітне поле індукцією $50 мТл$ перпендикулярно до ліній індукції поля. Людина, взявшись за два протилежні кути квадрата, різко (за $0,2 с$) випрямила провід, не розірвавши його. Визначте середню силу струму, яка при цьому виникла в проводі.