Самоиндукция

В цепях электрического тока часто наблюдается особый вид электромагнитной индукции, называемой самоиндукцией. Рассмотрим подробнее это явление. Ранее было выяснено, что при всяком изменении магнитного потока, пронизывающего данный контур, в последнем индуктируется э. д. с.

e = - w	Δ Φ	.

	Δ t

Это будет справедливо и для того случая, когда проводниковый контур будет пересекаться своим собственным магнитным потоком.

Рассмотрим электрическую цепь, состоящую из катушки, источника тока и ключа К (рис. 99). При разомкнутом ключе тока в цепи нет. Магнитное поле катушки отсутствует. При замыкании ключа в цепи начинает проходить ток, создающий магнитный поток внутри катушки. Направление тока в витках катушки показано одинарной стрелкой. Появившийся магнитный поток катушки, увеличиваясь, будет пересекать витки катушки и согласно закону электромагнитной индукции в витках при этом возникает индуктированная э. д. с. Это явление называется самоиндукцией, а э. д. с., возникшая в результате самоиндукции, называется э. д. с. самоиндукции и обозначается e_L.

Величина э. д. с. самоиндукции определяется тем же уравнением

e_L = - w	Δ Φ	.

	Δ t

Знак минус, стоящий в правой части уравнения, говорит о направлении индуктированной э. д. с., потому что в нем отображено правило Ленца. В самом деле, в момент замыкания цепи катушки появившийся ток вызовет возрастание магнитного потока катушки, т. е. поток получает положительное приращение (+Δ Φ ). э. д. с. самоиндукции получит отрицательное значение.

Это означает, что э. д. с. самоиндукции, стремясь противодействовать возрастанию магнитного потока, будет иметь направление, противоположное э. д. с. (току) источника. Направление э. д. с. самоиндукции в момент замыкания цепи показано на рис. 99 двойной стрелкой.

По истечении некоторого промежутка времени возрастающий магнитный поток катушки достигнет своего установившегося значения, прирост потока будет равен нулю (Δ Φ = 0), индукция прекратится и э. д. с. самоиндукции исчезнет.

Момент размыкания цепи с катушкой показан на рис. 100. Исчезающий ток, направление которого показано одинарной стрелкой, будет уменьшать магнитное поле катушки. Изменение поля вызовет появление э. д. с. самоиндукции в витках катушки. Убывание магнитного потока можно представить как отрицательное приращение потока (-Δ Φ ). э. д. с. самоиндукции при этом получает положительное значение. Это означает, что, стремясь поддержать величину магнитного потока, противодействуя его убыванию, э. д. с. самоиндукции будет иметь направление, согласное с э. д. с. (током) источника. Это направление показано на рис. 100 двойной стрелкой.

Рис 99 Рис 100

Контрольный вопрос (ответить письменно на вопрос)

1. Что означает знак минус в ЭДС самоиндукции?