Магнитное поле и электромагнитная индукция

Самоиндукция. Индуктивность

Мякишев «Физика 11», ЭМИ

Ток в катушке создаёт поток через неё саму. При изменении тока возникает ЭДС, мешающая этому изменению.

\Phi = L I, \qquad \varepsilon_{si} = -L \dfrac{\Delta I}{\Delta t}

L

— индуктивность, генри

Что это даёт на практике3

При замыкании цепи с катушкой ток нарастает плавно, а не мгновенно.

При размыкании возможна искра: ток «не хочет» обрываться, и ЭДС самоиндукции может сильно превысить ЭДС источника.

Установившийся постоянный ток идеальная катушка не ограничивает вовсе — мешает только изменению.

⚗

Опыт в Физлабе

Самоиндукция (RL)

Замыкай и размыкай цепь и следи за нарастанием тока.

Катушка с током запасает энергию в своём магнитном поле.

W = \dfrac{L I^2}{2}

сравни с энергией конденсатора

CU^2/2

Механическая аналогия3

Индуктивность ведёт себя как масса: она инертность для тока.

Ток — как скорость, энергия $LI^2/2$ — как кинетическая $mv^2/2$ .

Эта аналогия очень помогает в задачах на колебательный контур.

Не путай $LI^2/2$ и $CU^2/2$ . Первая — энергия катушки через ток, вторая — конденсатора через напряжение.

Разобранные примеры

Индуктивность катушки

0{,}5

Гн, ток меняется со скоростью

4

А/с. Найдите ЭДС самоиндукции.разбор

Ответ:

2

Найдите энергию магнитного поля катушки

L=0{,}5

Гн при токе

2

А.разбор

Ответ:

1

Дж