Самоиндукция индуктивность 11 класс конспект и презентация

Обновлено: 07.07.2024

Джозеф Генри
(1797 – 1878)
В опытах Фарадея индукционный
ток возникал вследствие
изменения магнитного потока в
катушке, вызванного изменением
индукции внешнего магнитного
поля. Американский ученый
Джозеф Генри в 1832 г. впервые
наблюдал возникновение
индукционного тока в катушке,
когда магнитный поток в ней
увеличивался или уменьшался
вследствие изменения тока,
протекающего в самой катушке.
Это явление получило название
самоиндукции.

4. Самоиндукция -

явление возникновения ЭДС
индукции в контуре при изменении
силы тока в этом же контуре.
Джозеф Генри
1832 г.

5. Опыт

6. Самоиндукция

Если через соленоид протекает постоянный
ток (I = сопst), ЭДС самоиндукции
отсутствует .Так как катушка наряду с
индуктивностью обладает электрическим
сопротивлением R, то сила тока через нее

8. Вывод формулы ЭДС самоиндукции

Если магнитное поле создано током, то можно
утверждать, что Ф
Ф=LI
, где L
~ В ~ I,
т.е. Ф
~I
или
– индуктивность контура (или
коэффициент самоиндукции) . Тогда

9. Закон самоиндукции

εis L t
I
ЭДС самоиндукции пропорциональна
скорости изменения силы тока в
электрической цепи
В таком виде справедлив при равномерном
изменении силы тока

11. Физический смысл индуктивности

Индуктивность контура численно равна
ЭДС самоиндукции, возникающей при
изменении силы тока на 1 А за 1 с.

12. ИНДУКТИВНОСТЬ зависит:

1.
2.
3.
от размеров проводника
от формы проводника
от магнитных свойств среды
ИНДУКТИВНОСТЬ НЕ ЗАВИСИТ :
от силы тока в проводнике

13. Следствия самоиндукции

Вследствие явления
самоиндукции при
размыкании цепей,
содержащих катушки со
стальными сердечниками
(электромагниты,
двигатели, трансформаторы) создается значительная
ЭДС самоиндукции и может
возникнуть искрение или
даже дуговой разряд.

14. Учет явления самоиндукции

В цепях, содержащих большую
индуктивность ( трансформаторы,
генераторы, электродвигатели),
выключение тока проводят
медленно, чтобы ЭДС
самоиндукции не превысила ЭДС
источника, и прибор не вышел из
строя.

16. Магнитная энергия

Из закона сохранения энергии следует,
что вся энергия, запасенная в катушке,
выделится в виде джоулева тепла.
Если обозначить через R полное
сопротивление цепи, то за время Δt
выделится количество теплоты
ΔQ =
2
I RΔt

17. Магнитная энергия

18. Аналогия между установлением в цепи тока величиной I и процессом набора телом скорости V

1. Установление в цепи тока I
происходит постепенно.
2. Для достижения силы тока
I необходимо совершить
работу.
3. Чем больше L, тем
медленнее растет I.
4.
1. Достижение телом скорости
V происходит постепенно.
2. Для достижения скорости V
необходимо совершить
работу.
3. Чем больше m, тем
медленнее растет V.
4.

ИНДУКТИВНОСТЬ
МАССА
L
m
СИЛА ТОКА
СКОРОСТЬ
i
ЭНЕРГИЯ
МАГНИТНОГО ПОЛЯ
КИНЕТИЧЕСКАЯ
ЭНЕРГИЯ
САМОИНДУКЦИЯ
ИНЕРЦИЯ

ЭДС самоиндукции
1. В катушке возникает магнитный поток 0,015
Вб, когда по ее виткам проходит ток 5,0 А.
Сколько витков содержит катушка, если ее
индуктивность 60 мГн?
2. Во сколько раз изменится индуктивность
катушки без сердечника, если число витков в
ней увеличить в два раза?
3. Какая э.д.с. самоиндукции возникнет в
катушке с индуктивностью 68 мГн, если ток
3,8 А исчезнет в ней за 0,012 с?

ЭДС самоиндукции
4. Определить индуктивность катушки,
если при ослаблении в ней тока на 2,8 А
за 62 мс в катушке появляется средняя
э.д.с. самоиндукции 14 В.
5. За сколько времени в катушке с
индуктивностью 240 мГн происходит
нарастание тока от нуля до 11,4 А, если
при этом возникает средняя э.д.с.
самоиндукции 30 В?

Энергия электромагнитного поля
1. По катушке с индуктивностью 0,6 Гн течет ток
силой 20 А. Какова энергия магнитного поля
катушки? Как изменится эта энергия при возрастании
силы тока в 2 раза? в 3 раза?
2. Какой силы ток нужно пропускать по обмотке
дросселя с индуктивностью 0,5 Гн, чтобы энергия
поля оказалась равной 100 Дж?
3. Энергия магнитного поля какой катушки больше и
во сколько раз, если первая имеет характеристики:
I1=10A, L1=20 Гн, вторая: I2=20A, L2=10 Гн?

Энергия электромагнитного поля
4. Определить энергию магнитного поля катушки, в
которой при токе 7,5 А магнитный поток равен
2,3·10-3 Вб. Число витков в катушке 120.
5. Определить индуктивность катушки, если при
токе 6,2 А ее магнитное поле обладает энергией 0,32
Дж.
6. Магнитное поле катушки с индуктивностью 95
мГн обладает энергией 0,19 Дж. Чему равна сила
тока в катушке

  • Для учеников 1-11 классов и дошкольников
  • Бесплатные сертификаты учителям и участникам


Описание презентации по отдельным слайдам:


Явление ЭМИ заключается в том, что… Для возникновения индукционного тока необ.

Явление ЭМИ заключается в том, что… Для возникновения индукционного тока необходимо, чтобы замкнутый контур… Поток магнитной индукции – это… Направление индукционного тока определяется… Закон Ленца является следствием…

Какова причина возникновения ЭДС в неподвижных проводниках? В движущихся пров.

Какова причина возникновения ЭДС в неподвижных проводниках? В движущихся проводниках? Что такое вихревое электрическое поле? Каковы его особенности? Как рассчитать ЭДС индукции в движущихся проводниках?

увеличить скорость внесения магнита вносить в катушку магнит северным полюсом.

увеличить скорость внесения магнита вносить в катушку магнит северным полюсом изменить полярность подключения амперметра взять амперметр с меньшей ценой деления

А) 0 – t1 Б) t1 – t2 В) t2 – t3 Г) t3 – t4 Д) t4 – t5

А) 0 – t1 Б) t1 – t2 В) t2 – t3 Г) t3 – t4 Д) t4 – t5

Укажите направление индукцион-ного тока в рамке при введении ее в однородное.

Укажите направление индукцион-ного тока в рамке при введении ее в однородное магнитное поле и выведе-нии из него А) а — по часовой стрелке; б — против часовой стрелки Б) В обоих случаях — против часовой стрелки. В) А — против часовой стрелки; б — по часовой стрелке

А)Движется в плоскости рисунка вниз- вверх. Б) Поворачивается вокруг стороны.

А)Движется в плоскости рисунка вниз- вверх. Б) Поворачивается вокруг стороны АГ. В) Движется При каком направлении движения контура в магнитном поле в последнем будет индукционный ток?

оставаться неподвижным двигаться против часовой стрелки совершать колебания п.

оставаться неподвижным двигаться против часовой стрелки совершать колебания перемещаться вслед за магнитом


явление возникновения ЭДС индукции в контуре при изменении силы тока в этом.

явление возникновения ЭДС индукции в контуре при изменении силы тока в этом же контуре. Джозеф Генри 1832 г.


1 2 2 1




Если магнитное поле создано током, то можно утверждать, что Ф ~ В ~ I, т.е.

Если магнитное поле создано током, то можно утверждать, что Ф ~ В ~ I, т.е. Ф ~ I или Ф=LI , где L – индуктивность контура (или коэффициент самоиндукции) . Тогда

ЭДС самоиндукции пропорциональна скорости изменения силы тока в электрической.

ЭДС самоиндукции пропорциональна скорости изменения силы тока в электрической цепи В таком виде справедлив при равномерном изменении силы тока

И Н Д У К Т И В Н О С Т Ь Характеризует способность проводника препятствовать.

И Н Д У К Т И В Н О С Т Ь Характеризует способность проводника препятствовать изменению силы тока.

Индуктивность контура численно равна ЭДС самоиндукции, возникающей при измене.

Индуктивность контура численно равна ЭДС самоиндукции, возникающей при изменении силы тока на 1 А за 1 с.

1. от размеров проводника 2. от формы проводника 3. от магнитных свойств сред.

1. от размеров проводника 2. от формы проводника 3. от магнитных свойств среды ИНДУКТИВНОСТЬ НЕ ЗАВИСИТ : от силы тока в проводнике

Вследствие явления самоиндукции при размыкании цепей, содержащих катушки со.

Вследствие явления самоиндукции при размыкании цепей, содержащих катушки со стальными сердечниками (электромагниты, двигатели, трансформато-ры) создается значительная ЭДС самоиндукции и может возникнуть искрение или даже дуговой разряд.

В цепях, содержащих большую индуктивность ( трансформаторы, генераторы, элект.

В цепях, содержащих большую индуктивность ( трансформаторы, генераторы, электродвигатели), выключение тока проводят медленно, чтобы ЭДС самоиндукции не превысила ЭДС источника, и прибор не вышел из строя.


При пропускании тока через гибкий свободный проводник, согнутый в виде кругов.

При пропускании тока через гибкий свободный проводник, согнутый в виде кругового витка, проводник распрямляется

При размыкании ключа лампа ярко вспыхивает. Ток в цепи возникает под действие.

При размыкании ключа лампа ярко вспыхивает. Ток в цепи возникает под действием ЭДС самоиндукции. Источником энергии, выделяющейся при этом в электрической цепи, является магнитное поле катушки.

Из закона сохранения энергии следует, что вся энергия, запасенная в катушке.

Из закона сохранения энергии следует, что вся энергия, запасенная в катушке, выделится в виде джоулева тепла. Если обозначить через R полное сопротивление цепи, то за время Δt выделится количество теплоты ΔQ = I2RΔt

Геометрическая интерпретация энергии магнитного поля контура с током Полное к.

Геометрическая интерпретация энергии магнитного поля контура с током Полное количество выделившейся теплоты, равное первоначальному запасу энергии магнитного поля, определяется площадью треугольника.

L

I I v

1. Установление в цепи тока I происходит постепенно. 2. Для достижения силы т.

1. Установление в цепи тока I происходит постепенно. 2. Для достижения силы тока I необходимо совершить работу. 3. Чем больше L, тем медленнее растет I. 4. 1. Достижение телом скорости V происходит постепенно. 2. Для достижения скорости V необходимо совершить работу. 3. Чем больше m, тем медленнее растет V. 4.


ЭДС самоиндукции 1. В катушке возникает магнитный поток 0,015 Вб, когда по ее.

ЭДС самоиндукции 1. В катушке возникает магнитный поток 0,015 Вб, когда по ее виткам проходит ток 5,0 А. Сколько витков содержит катушка, если ее индуктивность 60 мГн? 2. Во сколько раз изменится индуктивность катушки без сердечника, если число витков в ней увеличить в два раза? 3. Какая э.д.с. самоиндукции возникнет в катушке с индуктивностью 68 мГн, если ток 3,8 А исчезнет в ней за 0,012 с?

ЭДС самоиндукции 4. Определить индуктивность катушки, если при ослаблении в н.

ЭДС самоиндукции 4. Определить индуктивность катушки, если при ослаблении в ней тока на 2,8 А за 62 мс в катушке появляется средняя э.д.с. самоиндукции 14 В. 5. За сколько времени в катушке с индуктивностью 240 мГн происходит нарастание тока от нуля до 11,4 А, если при этом возникает средняя э.д.с. самоиндукции 30 В?

Энергия электромагнитного поля 1. По катушке с индуктивностью 0,6 Гн течет то.

Энергия электромагнитного поля 1. По катушке с индуктивностью 0,6 Гн течет ток силой 20 А. Какова энергия магнитного поля катушки? Как изменится эта энергия при возрастании силы тока в 2 раза? в 3 раза? 2. Какой силы ток нужно пропускать по обмотке дросселя с индуктивностью 0,5 Гн, чтобы энергия поля оказалась равной 100 Дж? 3. Энергия магнитного поля какой катушки больше и во сколько раз, если первая имеет характеристики: I1=10A, L1=20 Гн, вторая: I2=20A, L2=10 Гн?

Энергия электромагнитного поля 4. Определить энергию магнитного поля катушки.

Энергия электромагнитного поля 4. Определить энергию магнитного поля катушки, в которой при токе 7,5 А магнитный поток равен 2,3·10-3 Вб. Число витков в катушке 120. 5. Определить индуктивность катушки, если при токе 6,2 А ее магнитное поле обладает энергией 0,32 Дж. 6. Магнитное поле катушки с индуктивностью 95 мГн обладает энергией 0,19 Дж. Чему равна сила тока в катушке

  • подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
  • по всем предметам 1-11 классов

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания


Курс повышения квалификации

Инструменты онлайн-обучения на примере программ Zoom, Skype, Microsoft Teams, Bandicam

  • Курс добавлен 31.01.2022
  • Сейчас обучается 24 человека из 17 регионов

Курс повышения квалификации

Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС

  • ЗП до 91 000 руб.
  • Гибкий график
  • Удаленная работа

Дистанционные курсы для педагогов

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 611 088 материалов в базе

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

  • 17.11.2015 13230
  • PPTX 8.1 мбайт
  • 1158 скачиваний
  • Рейтинг: 4 из 5
  • Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Макеева Светлана Ивановна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Автор материала

40%

  • Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
  • Для учеников 1-11 классов

Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов

Дистанционные курсы
для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы
установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

В приграничных пунктах Брянской области на день приостановили занятия в школах

Время чтения: 0 минут

Отчисленные за рубежом студенты смогут бесплатно учиться в России

Время чтения: 1 минута

Онлайн-тренинг: нейрогимнастика для успешной учёбы и комфортной жизни

Время чтения: 2 минуты

Время чтения: 2 минуты

Рособрнадзор предложил дать возможность детям из ДНР и ЛНР поступать в вузы без сдачи ЕГЭ

Время чтения: 1 минута

Курские власти перевели на дистант школьников в районах на границе с Украиной

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

В данной презентации представлено объяснение Правила Ленца и явления самоиндукции.

ВложениеРазмер
pravilo_lentsa.ppt 2.32 МБ

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Правило Ленца. Явление самоиндукции.

Содержание 1.Явление ЭМИ и опыт Фарадея 2.Опыт Ленца. Правило Ленца и закон сохранения энергии 3.Явление самоиндукции 4.Индуктивность 5.Следствия самоиндукции 6.Энергия магнитного поля тока

Цель : научиться определять направление индукционного тока; на примере правила Ленца сформулировать представление о фундаментальности ЗСЭ; разъяснить сущность явления самоиндукции; вывести формулу для расчета энергии магнитного поля, выяснить физический смысл этой формулы.

Опыт Фарадея: направление отклонения стрелки амперметра (а, значит, и направление тока) может быть различным.

В чем заключается явление ЭМИ? Если в цепи, содержащей замкнутый контур (катушку) менять силу тока, то в самом контуре возникнет ещё и индукционный ток. Этот ток также будет подчиняться правилу Ленца.

Опыт Ленца Если приблизить магнит к проводящему кольцу, то оно начнет отталкиваться от магнита. Это отталкивание можно объяснить только тем, что в кольце возникает индукционный ток, обусловленный возрастанием магнитного потока через кольцо, а кольцо с током взаимодействует с магнитом.

Если магнитный поток через контур возрастает , то направление индукционного тока в контуре таково, что вектор магнитной индукции созданного этим током поля направлен противоположно вектору магнитной индукции внешнего магнитного поля. Если магнитный поток через контур уменьшается , то направление индукционного тока таково, что вектор магнитной индукции созданного этим током поля сонаправлен вектору магнитной индукции внешнего поля.

Правило Ленца : индукционный ток имеет такое направление, что созданный им магнитный поток всегда стремится скомпенсировать то изменение магнитного потока, которое вызвало данный ток. Правило Ленца является следствием закона сохранения энергии.

Проявление явления самоиндукции Замыкание цепи При замыкании в электрической цепи нарастает ток, что вызывает в катушке увеличение магнитного потока, возникает вихревое электрическое поле, направленное против тока, т. е. в катушке возникает ЭДС самоиндукции, препятствующая нарастанию тока в цепи. В результате Л1 загорается позже, чем Л2.

Размыкание цепи При размыкании электрической цепи ток убывает, возникает уменьшение магнитного потока в катушке, возникает вихревое электрическое поле, направленное как ток, т. е. в катушке возникает ЭДС самоиндукции, поддерживающая ток в цепи. В результате Л при выключении ярко вспыхивает.

Вывод формулы ЭДС самоиндукции Если магнитное поле создано током, то можно утверждать, что Ф ~ В ~ I , т.е. Ф ~ I или Ф= LI , где L – индуктивность контура (или коэффициент самоиндукции). Тогда

Физический смысл индуктивности Индуктивность - физическая величина, численно равна я ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1 А за 1 с.

Явление самоиндукции особенно резко проявляется в цепи, содержащей в себе катушку с железным сердечником, т. к. железо значительно увеличивает магнитный поток катушки, а следовательно, и величину ЭДС самоиндукции при его изменении.

Следствия самоиндукции Вследствие явления самоиндукции при размыкании цепей, содержащих катушки со стальными сердечниками (электромагниты, двигатели, трансформаторы) создается значительная ЭДС самоиндукции и может возникнуть искрение или даже дуговой разряд.

Аналогия между установлением в цепи тока величиной I и процессом набора телом скорости V 1. Установление в цепи тока I происходит постепенно. 2. Для достижения силы тока I необходимо совершить работу. 3. Чем больше L , тем медленнее растет I . 4. 1. Достижение телом скорости V происходит постепенно. 2. Для достижения скорости V необходимо совершить работу. 3. Чем больше m , тем медленнее растет V . 4.


Что такое индуктивность и что это за явление — самоиндукция? Кто впервые ввел данные понятия в физику? И как две абсолютно разные величины — масса и индуктивность — связаны между собой? Ответы на эти и другие вопросы вы найдете в данном видеоуроке.


В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности




Конспект урока "Самоиндукция. Индуктивность"

«Науку часто смешивают с знанием.

Это глубокое недоразумение.

Наука есть не только знание, но и сознание,

В.О. Ключевский

Явление электромагнитной индукции состоит в том, что в замкнутом контуре при изменении магнитного потока в нем возникает электрический ток, который называют индукционным.

Закон электромагнитной индукции гласит: среднее значение ЭДС индукции в проводящем контуре пропорционально скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.

Электромагнитная индукция проявляется во всех случаях изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром. Современник Фарадея американский физик Джозеф Генри независимо от своего английского коллеги открыл некоторые из электромагнитных эффектов. В 1829 году Генри обнаружил, что ЭДС индукции возникает в неподвижном контуре и в отсутствии изменения внешнего магнитного поля. Оказалось, что изменяющийся электрический ток, проходящий в контуре, создает изменяющийся магнитный поток. Это явление было названо явлением самоиндукции.

Примечательно то, что и Генри и Фарадей работали над одной и той же проблемой. И пришли к одним и тем же выводам, касающихся как явления электромагнитной индукции, так и явления самоиндукции. При этом, Генри сделал свои открытия на несколько лет раньше, чем Майкл Фарадей. Но Генри был безответственно нетороплив при опубликовании результатов экспериментов, и Фарадей первым сообщил о своем успехе. Наконец, приоритет открытия электромагнитной индукции был отдан Фарадею, а Генри — открытие явления самоиндукции, которое он описал в той же самой статье, что и явление индукции,— в 1832 г.

Самоиндукция является важным частным случаем явления электромагнитной индукции. Если электрический ток в замкнутом проводящем контуре по каким-либо причинам изменяется, то изменяется и магнитное поле этого тока (т.е. индукция магнитного поля пропорциональна силе тока в контуре). Но при изменении индукции магнитного поля, создаваемого током, проходящим в контуре, изменяется и магнитный поток (т.е. магнитный поток будет пропорционален индукции магнитного поля). Следовательно, магнитный поток через поверхность, ограниченную контуром, пропорционален силе тока в контуре.

Коэффициент самоиндукции, который часто называют просто индуктивностью контура, обозначают L.

Индуктивность в СИ измеряют в Гн (генри).

Эта единица определяется на основании формулы

Индуктивность контура равна 1 Гн, если при силе постоянного тока в контуре 1 А магнитный поток через поверхность, ограниченную этим контуром, равен 1 Вб.

Индуктивность зависит от размеров и формы контура, а также от магнитных свойств среды, в которой этот контур находится.

Например, если взять однослойный соленоид, то его индуктивность будет определяться по формуле

S — площадь поверхности, ограниченной витком,

l — длина соленоида,

m — магнитная проницаемость среды.

Из формулы для магнитного потока следует, что изменить его можно изменяя силу тока в контуре, или его индуктивность, или и то и другое одновременно.

Согласно закону электромагнитной индукции изменяющийся магнитный поток создает в контуре ЭДС. Возникновение ЭДС индукции в контуре, которое вызвано изменением магнитного поля тока, проходящего в этом же контуре, называют явлением самоиндукции, а появляющуюся ЭДС — электродвижущей силой самоиндукции или ЭДС самоиндукции.

Обозначается ЭДС самоиндукции греческой буквой xSi. Измеряется ЭДС самоиндукции в В (вольт).

По закону электромагнитной индукции среднее значение ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре прямо пропорциональна индуктивности контура и скорости изменения силы тока в контуре (при учете, что индуктивность контура остается постоянной).

Из этой формулы следует, что индуктивность — это физическая величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1 А за 1 с.

Используя это выражение, можно дать второе определение единицы индуктивности: элемент электрической цепи обладает индуктивностью в 1 Гн, если при равномерном изменении силы тока в цепи на 1 А за 1 с в нем возникает ЭДС самоиндукции 1 В.

Поскольку контур замкнут, ЭДС самоиндукции создает в нем ток самоиндукции, силу которого определяют по закону Ома

где R — сопротивление контура.

Знак минус в формуле для ЭДС самоиндукции учитывает правило Ленца, согласно которому ток самоиндукции всегда направлен так, что он противодействует изменению тока, создаваемого источником. Если основной ток возрастает, то ток самоиндукции направлен против тока источника, если уменьшается, то направление тока источника и тока самоиндукции совпадают.

Как же пронаблюдать явление самоиндукции?

Для этого соберем электрическую цепь, состоящую из катушки с большой индуктивностью, резистора с электрическим сопротивлением, равным сопротивлению обмотки катушки, двух одинаковых лампочек, ключа и источника постоянного тока.

При замыкании цепи лампочка 2 начинает светиться практически сразу, а лампочка 1 с заметным опозданием. Происходит это из-за того, что при возрастании силы тока I1, созданного источником, на участке, образованном катушкой и лампочкой 1, ЭДС самоиндукции в катушке имеет такую полярность, что создаваемый ею ток самоиндукции направлен навстречу тока источника. В результате рост силы тока на этом участке цепи замедляется, и сила тока не сразу достигает своего максимального значения.

Явление самоиндукции можно также пронаблюдать и при размыкании цепи. Для этого соберем цепь, состоящую из катушки с большим количеством витков, намотанных на железном сердечнике, к зажимам которой параллельно подключена лампочка с большим электрическим сопротивлением по сравнению с сопротивлением обмотки катушки. В качестве источника тока возьмем источник с небольшим ЭДС.

При размыкании ключа сохраняется замкнутой часть цепи, состоящая из уже последовательно соединенных катушки и лампочки. Пока ключ замкнут, лампочка будет тускло светиться, так как отношение сил токов, проходящих через лампочку и катушку, обратно отношению их сопротивлений.

Однако при размыкании ключа можно увидеть, что лампочка ярко вспыхивает.

Почему это происходит?

Все дело в том, что при размыкании цепи сила тока в катушке убывает, что приводит к возникновению ЭДС самоиндукции. Возникающий в цепи ток самоиндукции, согласно правилу Ленца, совпадает по направлению с током катушки, не позволяя ему резко уменьшать силу тока. Это и обеспечивает вспышку лампочки.

Заметим, что явление самоиндукции имеет место в любых случаях изменения силы тока в цепи, содержащей индуктивность, или изменения самой индуктивности.

Вообще, явление самоиндукции подобно явлению инерции в механике.

Известно, что автомобиль не может мгновенно приобрести определенное значение скорости, как не может и мгновенно остановиться, как бы велика не была тормозящая сила.

Точно так же, за счет самоиндукции при замыкании цепи, сила тока не сразу достигает своего максимального значения, а нарастает постепенно. При выключении источника, ток сразу не прекращается — самоиндукция будет поддерживать его некоторое время, даже не смотря на большое сопротивление цепи.

Задача: За промежуток времени 9,5 мс сила тока в катушке индуктивности равномерно возросла от 1,6 А до 2,4 А. При этом в катушке возникла ЭДС самоиндукции –14 В. Определите собственный магнитный поток в конце процесса нарастания тока.

Основные выводы:

– Явление возникновения ЭДС индукции в электрической цепи в результате изменения силы тока в этой же цепи, называют явлением самоиндукции.

– ЭДС самоиндукции равна произведению индуктивности контура и скорости изменения силы тока в нем.

– Индуктивность — это физическая величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1 А за 1 с.

– Единицей измерения индуктивности в СИ является Гн (генри).

– Индуктивность контура равна 1 Гн, если при силе тока в контуре 1 А магнитный поток через поверхность, ограниченную этим контуром, равен 1 Вб.

Читайте также: