Фіз-мат клас

18. Явище самоіндукції. Індуктивність. Електромагнітне поле

Явище самоіндукції полягає в появі ЕРС індукції в самому провіднику при зміні струму в ньому, окремий випадок електромагнітної індукції. Прикладом явища самоіндукції є досвід з двома лампочками, підключеними паралельно через ключ до джерела струму, одна з яких підключається через котушку (рис. 27). При замиканні ключа лампочка 2, включена через котушку, загоряється пізніше лампочки 1. Це відбувається тому, що після замикання ключа струм досягає максимального значення не відразу, магнітне поле наростаючого струму породить в котушці індукційну ЕРС, яка відповідно до правила Ленца буде заважати наростання струму .

Використовуючи закон електромагнітної індукції, можна отримати такий наслідок: ЕРС самоіндукції прямо пропорційна швидкості зміни струму в провіднику. .

Коефіцієнт пропорційності називають індуктивністю. Індуктивність - це величина, що дорівнює ЕРС самоіндукції при зміні сили струму в провіднику на 1 А за 1 с. Одиниця індуктивності - генрі (Гн). 1 Гн = 1 В • с / А. 1 генрі - це індуктивність такого провідника, в якому виникає ЕРС самоіндукції 1 вольт при швидкості зміни сили струму 1 А / с. Індуктивність характеризує магнітні властивості електричного кола (провідника), залежить від магнітної проникності середовища сердечника, розмірів і форми котушки і числа витків в ній.

При відключенні котушки індуктивності від джерела струму лампа, включена паралельно котушці, дає короткочасну спалах (рис. 28). Струм в ланцюзі виникає під дією ЕРС самоіндукції. Джерелом енергії, що виділяється при цьому в електричному ланцюзі, є магнітне поле котушки. Енергія магнітного поля знаходиться за формулою.

Енергія магнітного поля залежить від індуктивності провідника і сили струму в ньому. Ця енергія може і переходити в енергію електричного поля. Вихровий електричне поле породжується змінним магнітним полем, а змінне електричне поле породжує змінне магнітне поле, т. Е. Змінні електричне і магнітне поля не можуть існувати одне без одного. Їх взаємозв'язок дозволяє Зробити висновок про існування єдиного електромагнітного поля. Електромагнітне поле - це поле, за допомогою якого здійснюється взаємодія електрично заряджених частинок. Електромагнітне поле характеризується напруженістю електричного поля і магнітної індукції. Зв'язок між цими величинами і розподілом в просторі електричних зарядів і струмів була встановлена ​​в 60-х рр. XIX ст. Дж. Максвеллом. Цей зв'язок носить назву основних рівнянь електродинаміки, які описують електромагнітні явища в різних середовищах і в вакуумі. Отримано ці рівняння як узагальнення встановлених на досвіді законів електричних і магнітних явищ.