1.Явление электромагнитной индукции. Основной з-н электромагнитной индукции. Правило Ленца

Явление электромагнитной индукции: в замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции, охватываемого этим контуром, возникает эл ток, получивший название индукционного.

ЭДС электромагнитной индукции- скорость изменения магнитного потока

З-н электромагнитной индукции Фарадея: эдс электромагнитной индукции в контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром . Этот з-н явл-ся универсальным: эдс не зав-ит от способы изменения магнитного потока.

Знак минус показывает, что увеличение потока вызывает эдс , т.е. поле индукционного тока направлено навстречу магнитного потоку. Уменьшение потока вызывает , т.е. направление потока и поля индукционного тока совпадают.

Правило Ленца: индукционный ток в контуре имеет всегда такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызвавшему этот индукционный ток.

Максвелл для объяснения эдс индукции в неподвижных проводниках предложил, что всякое переменное магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве электрическое поле, к-ое и явл-ся причиной возникновения индукционного тока в проводнике. Циркуляция вектора Е_в этого поля по любому неподвижному контуру L проводника пред-ет собой эдс электромагнитной индукции

2. Явление самоиндукции. Индуктивность.

Явлением самоиндукции наз явление возникновения индукционного тока в самом проводнике, в к-ом течет переменный ток.

Индуктивностью контура наз коэффициент пропорциональности сцепленного с контуром магнитного потока и тока в контуре

Индуктивность соленоида зависит от числа витков соленоида N, его длины l, площади S и магнитной проницаемости вещ-ва, из к-ого изготовлен сердечник соленоида

Индуктивность соленоида и тонкого торроида: , где

Индуктивность контура зав-ит от геометрической формы контура, его размеров и магнитной проницаемости той среды, в к-ой он нах-ся.

, где знак минус показывает, что наличие индуктивности в контуре приводит к замедлению изменения тока в нем.

Если ток со временем возрастает, то и , т.е. ток самоиндукции направлен навстречу току, обусловленному внешним источником, и замедляет его возрастание. Если ток со временем убывает, то и , т.е. индукционный ток имеет такое же направление, как и убывающий ток в контуре, и замедляет его убывание.

Контур, обладая определенной индуктивностью, приобретает электрическую инертность, заключающуюся в том, что любое изменение тока тормозит тем сильнее, чем больше индуктивность контура.

3. Экстратоки размыкания и замыкания в электрических цепях

При всяком изменении силы тока в проводящем контуре возникает эдс самоиндукции, в рез-те чего в контуре появляются дополнительные токи, наз экстратоками самоиндукции. Экстратоки самоиндукции, согласно правилу Ленца, всегда направлены противоположно току, создаваемому источником. Наличие индуктивности в цепи приводит к замедлению исчезновения или установления тока в цепи.

Процесс включения тока в цепи (источник тока с эдс, резистор R, катушка L). Под действием внешней эдс в цепи течет постоянный ток . В момент t=0 отключим источник тока, ток в катушке начнет уменьшаться, что приведет к возникновению эдс самоиндукции , препятствующий уменьшению тока. В каждый момент времени ток в цепи опред-ся з-ном Ома , или или , где - время релаксации- время в теч-ие к-ого сила тока уменьшается в е раз.

В процессе отключения источника тока сила тока убывает по экспоненциальному з-ну и опред-ся кривой 1. чем больше индуктивность цепи и меньше ее сопротивление, тем больше и, след-но, тем медленнее уменьшается ток в цепи при ее размыкании

При замыкании цепи помимо внешней эдс возникает эдс самоиндукции , препятствующая возрастанию тока. По з-ну Ома или

, где - установившийся ток (при )

В процессе включения источника тока нарастание силы тока в цепи опред-ся кривой 2. Сила тока возрастает от начального значения I=0 и асимптотически стремится к установившемуся значению . Скорость нарастания тока опред-ся . Установление тока происходит тем быстрее, чем меньше индуктивность цепи и больше ее сопротивление

эдс самоиндукции , т.е. при значительном увеличении сопротивления цепи( ), обладающей большой индуктивностью, эдс самоиндукции может во много раз превышать эдс источника тока, включенного в цепь