Явление самоиндукции. Направление индуктивного потока определяется по правилу Ленца: индукционный ток всегда направлен так

Направление индуктивного потока определяется по правилу Ленца: индукционный ток всегда направлен так, чтобы противодействовать причине его вызывающей. Или – индукционный ток имеет такое направление, что создаваемый им магнитный поток стремится скомпенсировать изменение магнитного потока, которое вызвало возникновение индукционного тока.

Для нахождения связи между и скоростью изменения магнитного потока Ф, рассмотрим следующий пример:

На каждый электрон начинает действовать сила:

Действие силы, эквивалентно действию на электрон электрического поля напряженности:

,

ЭДС индукции

Будем считать положительной в том случае, когда ее направление образует с направлением нормали к контуру правовинтовую систему. Выберем нормаль .

;

Сделаем циклическую перестановку в полученном смешанном произведении:

;

;

В итоге получаем:

– закон Фарадея.

Если контур из витков, то, поскольку соединение витков последовательное - полный магнитный поток.

При изменениях силы тока в контуре изменяется и магнитный поток Ф, создаваемый этим током, вследствие чего, в контуре индуцируется ЭДС. Это явление называется самоиндукцией. Согласно закону Био-Савара-Лапласа магнитная индукция пропорциональна силе тока, вызвавшего магнитного поле. Следовательно, ток в контуре и создаваемый им магнитный поток Ф через контур пропорциональны друг другу:

,

где L – коэффициент пропорциональности, названный индуктивностью контура. Единицей измерения индуктивности в СИ является 1 Генри – [ L ]=[1 Гн]. Индуктивность зависит от геометрии контура, а также от магнитных свойств среды, окружающей контур. Если контур жесткий и отсутствуют ферромагнетики L = const.

Например, для кругового контура:

; Ф=BS= (отсюда []=[]).

При изменении силы тока в контуре возникает ЭДС самоиндукции:.

Если :

Знак «–» обусловлен правило м Ленца: при возрастании тока в контуре ЭДС самоиндукции создает индуктивный ток, направленный противоположно току I. И наоборот, при уменьшении тока I ток самоиндукции направлен также, как и ток I. Если (имеется ферромагнитная среда)

.

Видно, что при наличии ферромагнетиков коэффициент пропорциональности между и не равен .

Дата добавления: 2014-01-20