38. Электромагнитная индукция. Явление самоиндукции. Практическое применение электромагнитной индукции.

Электрические токи создают вокруг себя магнитное поле. Существует и обратное явление: магнитное поле вызывает появление электрических токов. В 1831 году, Фарадей назвал это явлением электромагнитной индукции. Оно состоит в том, что в проводящем контуре, находящемся в переменном магнитном поле, возникает ЭДС индукции ε_i. Закон Фарадея для электромагнитной индукции: ЭДС индукции численно равна и противоположна по знаку скорости изменения электромагнитного потока

. Знак минус является выражением правила Ленца: индукционный ток в контуре имеет всегда такое направление, что создаваемый им магнитный поток сквозь поверхность, ограниченную контуром, уменьшает те изменения магнитного потока, которые вызывали появление индукционного тока.

Возникновение ЭДС индукции в цепи в результате изменения тока в этой цепи называется явлением самоиндукции. Собственное магнитное поле тока в контуре создаёт магнитный поток сквозь поверхность, ограниченную контуром: , который называется потоком самоиндукции контура. , где L- индуктивность контура – величина зависящая от геометрической формы контура, его размеров и относительной магнитной проницаемости среды.

39. Индуктивность соленоида.

Соленоид – цилиндрическая катушка, состоящая из большого числа витков проволоки образующих винтовую линию. Магнитное поле и напряженность соленоида в точках оси совпадающих сего концами, равны

Если считать напряжённость в каждой точке одинаковой, то H=n_i=N_i/l. Найдём магнитный поток проходящий через один виток соленоида . Тогда магнитный поток проходящий через все витки равен . Зная магнитный поток, можем найти индуктивность. Индуктивность соленоида длинной l и площадью поперечного сечения S, с числом витков N, равна , где n=N/l- число витков на единицу длинны, а V=S∙l – объём соленоида. к – коэффициент, зависящий от l и d.

******************

40. Экстратоки замыкания и размыкания.

При всяком изменении силы тока в контуре возникает ЭДС индукции, которая вызывает дополнительный ток в контуре. Это явление называется самоиндукцией, а токи, вызываемые ЭДС самоиндукции, - экстратоки самоиндукции. Экстратоки можно наблюдать с помощью опыта на данной схеме. Катушка L включена в цепь, которая содержит батарею Б, реостат R и ключ К. Параллельно катушке подключён гальванометр. При замкнутом ключе ток в цепи делится на I₁ (через гальванометр) и ток I (через катушку). Если разомкнуть ключ, то магнитный поток в катушке будет исчезать и в ней возникнет экстраток самоиндукции (экстраток размыкания). По закону Ленца он будет препятствовать убыванию магнитного потока, то есть будет направлен в катушке так же, как и убывающий ток. Этот экстраток пройдёт через гальванометр, где его направление будет противоположно первоначальному току.

При замыкании ключа (установлении тока) в катушке тоже возникает экстраток (экстра ток размыкания). Его направление противоположно нарастающему току батареи и совпадает с током I₁. Поэтому экстраток замыкания заметен гораздо хуже.

Если в катушку поместить железный сердечник, то экстратоки значительно усиливаются. В этом случае гальванометр можно заменить лампой накалывания, которая при размыкании ключа будет давать яркую вспышку.

Экстратоки можно найти зная ЭДС самоиндукции и сопротивление контура:

**********************