Самоіндукція. Індуктивність. Енергія магнітного поля.
Самоіндукція. Індуктивність. Енергія магнітного поля.
Кожен провідник, у якому існує електричний струм, має «власне» магнітне поле. Це поле виявляється в момент, коли замикається електричне коло і в провіднику з'являється електричний струм. Якщо індукція магнітного поля перед замиканням кола дорівнювала нулю (В0 = 0), то через деякий час після замикання вона матиме певне значення В, відмінне від нуля. Отже, момент замикання електричного кола можна вважати моментом зміни магнітного потоку. А (як ми з Вами пам’ятаємо ) будь-яка зміна магнітного потоку, за законом електромагнітної індукції, зумовлює появу вихрового електричного поля, яке спричинює появу ЕРС в усіх замкнутих провідниках, які знаходяться в цьому полі. Не може бути винятком і провідник, який є «джерелом» цього поля. Вихрове електричне поле і в ньому індукує ЕРС індукції.
Визначення явища: Якщо по провіднику йде змінний струм, то він створює ЕРС індукції в цьому ж провіднику - це явище самоіндукції. Провідний контур відіграє подвійну роль: по ньому йде струм, в ньому ж створюється ЕРС індукції цим струмом.
Дослід, який підтверджує існування явища самоіндукції в колі, яка містить котушку.
Знайти у підручнику і описати за малюнком
• Пояснення: За правилом Ленца в разі зростання сили струму в колі виникає ЕРС самоіндукції спрямована проти ЕРС джерела. Отже, в цьому випадку самоіндукція перешкоджає зростанню сили струму в колі і певне значення його (І0 ) встановлюється не відразу, а поступово, з часом.
• Під час розмикання сила струму в котушці зменшується, відповідно в ній виникає ЕРС самоіндукції, яка сповільнює швидкість зменшення сили струму. Котушка на певний час стає джерелом енергії, яке підтримує силу струму в лампочці.
З точки зору фізики: якщо струм у котушці зменшується, то виникає явище самоіндукції, ЕРС якої має таку ж полярність, як і ЕРС джерела струму і намагається підтримати струм на одному рівні .
Згадаємо ще раз: оскільки самоіндукція є окремим випадком електромагнітної індукції, то для визначення ЕРС самоіндукції можна застосувати формулу:
Однак на практиці ЕРС самоіндукції пов'язують не зі швидкістю зміни магнітного потоку, а зі швидкістю зміни сили струму. Модуль вектора індукції магнітного поля, створюваного струмом, пропорційний силі струму. Оскільки магнітний потік Ф пропорційний В, то Ф~B~I.