Фізика підготовка до ЗНО комплексне видання

ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

4. МАГНІТНЕ ПОЛЕ. ЕЛЕКТРОМАГНІТНА ІНДУКЦІЯ

4.10. САМОІНДУКЦІЯ. ІНДУКТИВНІСТЬ. ЕНЕРГІЯ МАГНІТНОГО ПОЛЯ

Самоіндукція — це явище виникнення електрорушійної сили індукції у провіднику при зміні сили струму в ньому самому.

Якщо в провіднику сила струму збільшується, магнітний потік навколо провідника зростає. Тому виникає вихрове електричне поле, яке протидіє зростанню струму і здійснює при цьому відповідну роботу. Це означає виникнення ЕРС індукції, протилежної за знаком ЕРС джерела.

Якщо в провіднику сила струму зменшується, виникає ЕРС індукції, яка збігається за знаком з ЕРС джерела.

Закон самоіндукції:

L — індуктивність провідника, власна характеристика провідника, яка чисельно дорівнює відношенню магнітного потоку, що виникає навколо провідника, до сили струму в ньому:

Індуктивність провідника чисельно дорівнює ЕРС самоіндукції у провіднику за одиницю часу при зміні сили струму в ньому на одиницю:

Одиниця індуктивності в СІ — генрі (Гн).

Генрі — це індуктивність провідника навколо якого магнітний потік змінюється на 1 Вб при зміні в ньому сили струму на 1 А:

Або:

Генрі — це індуктивність провідника, у якому виникає ЕРС самоіндукції 1 В при зміні сили струму в ньому на 1 А за 1 с.

Індуктивність провідника залежить від його розмірів та форми, наявності феромагнітного осердя. Індуктивність тору (замкненого і вигляді кільця соленоїда) максимально залежить від кількості витків (N) і магнітних властивостей осердя μ:

Генрі — це величезна індуктивність. Індуктивність звичайних обмоток з осердями становить кілька мГн.

Енергія магнітного поля провідника із струмом:

Густина енергії магнітного поля: