§15.8. Явище самоіндукції

Я кщо струм, створений в даному контурі під'єднаним до нього джерелом струму, змінюється, то змінюється і індукція магнітного поля цього струму а, отже, створений ним магнітний потік. Оскільки цей змінний магнітний потік охоплює контур, то в контурі виникає ЕРС індукції. Явище виникнення ЕРС у провіднику, по якому тече змінний струм називається явищем самоіндукції, а ЕРС, яка виникла, називається ЕРС самоіндукції.

Н а мал. 15.9 зображена схема, яка дозволяє спостерігати, як це явище виникає при замиканні кола. Паралельно джерелу  постійного струму під'єднані дві ділянки кола: вітка abcd, що містять котушку L з великим числом витків і залізним осердям та лампу Л1 і вітка ad, що містить реостат R і точно таку ж лампу Л2 (опір реостата підбирають таким, щоб загальні опори віток були рівні між собою).

Я кщо замкнути коло ключем К, то лампа Л2 спалахує зразу на повну яскравість, а лампа Л1 спалахує поступово. Отже струм І_ad досягає свого максимального значення майже миттєво, а струм І_abcd - лише через деякий час (мал.15. 10).

Поступове зростання струму в лампі Л1 пояснюється явищем самоіндукції. Коли струм в котушці збільшується, напруженість вихрового електричного поля, яке з'явилось при зміні магнітного поля цього струму згідно правила Ленца, напрямлена проти нього, тобто ЕРС самоіндукції, яка виникає в котушці, перешкоджає зростанню струму і вітці abcd.

Схема, яка дозволяє спостерігати явище самоіндукції при розмиканні кола, зображена на мал. 15.11. Вона відрізняється від попередньої тим, що вітка abcd тепер містить лише котушку L з сердечником, а у вітку ad послідовно з лампою Л ввімкнено гальванометр.

При розмиканні кола ключем К, лампа Л спочатку спалахує дуже яскраво, а потім поступово гасне. Отже, струм в контурі abcd, який залишився замкнутим спочатку різко зростає (порівняно із струмом, який створювався джерелом до його відключення), а потім спадає до нуля на протязі деякого часу (мал. 15.12).

Ц е теж пояснюється явищем самоіндукції. При зменшенні струму в котушці (після відключення джерела ) напруженість вихрового електричного поля, яке з'являється при зміні магнітного поля цього струму, повинна (за правилом Ленца) співпадати з напрямком цього струму. ЕРС самоіндукції, яка виникає в котушці протягом деякого часу підтримує струм в контурі abcd. Цей струм називають екстраструмом розмикання І_р. Гальванометр Gt показує, що напрям І_р у вітці ad протилежний напряму струму І₂, який створювало в цьому колі джерело струму , тобто підтверджує, що екстраструм розмикання створюється ЕРС самоіндукції.

Оскільки самоіндукція являє собою різновидність явища електромагнітної індукції, то ЕРС самоіндукції _с, може бути визначена за формулою (15.7):

.

Раніше було показано, що =LI, де: L - індуктивність контуру, при L=const. =LI 15.13. Підставивши (15.13) в (15.7) отримаємо:

(15.14)

З (15.14) випливає, що:

З останньої формули видно, що індуктивність контуру чисельно дорівнює ЕРС самоіндукції, яка виникає в даному контурі при зміні в ньому струму на одиницю за одиницю часу.

В СІ [L]=1В^.с/А=Гн (генрі).

Генрі - це індуктивність такого контуру, в якого при зміні струму на 1А за 1с виникає ЕРС самоіндукції, яка дорівнює 1В.