81. Явление самоиндукции. Индуктивность

Ток I, текущий в замкнутом контуре, вокруг себя создает

м агнитное поле B.

Ф ~ I.

где коэффициент пропорциональности L называется индуктивностью контура.

В СИ: [ФВ] = Вб; [В] = Тл.

П ри изменении тока I в контуре меняется создаваемое им магнитное поле. Следовательно, в контуре индуцируется э.д.с.

Этот процесс называется самоиндукцией.

В системе СИ индуктивность измеряется в Генри: [L] = Гн = Вб/А = В·с/А.

Э.д.с. индукции Ei создается внешним магнитным полем.

• Э.д.с. самоиндукции ES создается при изменении собственного магнитного поля.

В общем случае индуктивность контура L зависит от

1) Геометрической формы контура и его размеров,

2) Магнитной проницаемости среды, в которой находится контур.

В электростатике аналогом индуктивности является электроемкость С уединенного проводника, которая зависит от формы, размеров, диэлектрической проницаемости ε среды.

82. Экстратоки замыкания и размыкания

Ключ К в положении 1:

Ключ К в положении 2 (размыкание цепи) :

В озникает ES и обусловленный ею ток

• постоянная, называемая временем релаксации – время, в течение которого сила тока I уменьшается в е раз.

Чем больше L, тем больше τ, и тем медленнее уменьшается ток I.

При замыкании цепи помимо внешней э.д.с. E возникает э.д.с. самоиндукции ES.

83. Скин–эффект

• П ри прохождении переменного тока по проводнику внутри проводника магнитное поле меняется. Изменяющееся во времени магнитное поле порождает в проводнике вихревые токи самоиндукции.

• Плоскости вихревых токов проходят через ось проводника.

• Для переменного тока сопротивление внутри проводника

больше сопротивления на поверхности (Rвнутри  > Rповерх).

• Плотность переменного тока неодинакова по сечению:

jmax на поверхности, jmin внутри на оси.

Следствие скин–эффекта

• ВЧ токи текут по тонкому поверхностному слою, поэтому проводники для них делают полыми, а часть внешней поверхности покрывают серебром.

Применение:

• метод поверхностной закалки металлов, у которых при нагреве токами высокой частоты происходит разогрев только поверхностного слоя.

84. Основные положения теории Максвелла. Ток смещения

1. П ервое уравнение Максвелла:

Переменное магнитное поле создает в проводящем замкнутом контуре вихревое электрическое поле.

Циркуляция вектора напряженности электрического поля по произвольному замкнутому контуру L равна взятой с обратным знаком скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, натянутую на контур.

В торое уравнение Максвелла (закон полного тока)

где Iмакро – результирующий макроток (проводимости и конвекционный),