Самоиндукция

Думаю не будет большим секретом, если добавлю, что возникающее магнитное поле обладает большой инерционностью. Чтоб было максимально понятно, рассмотрим пример из повседневной жизни:

От железнодорожной станции в городе "С" отходит электричка "Ласточка" , но она не может сразу развить заявленную скорость, а лишь через определенный промежуток времени. Это время расходуется на преодоление инерции "ласточки" т. е. на образование запаса кинетической энергии, и минимальная часть — на преодоление трения. В силу того что движущаяся электричка обладает некоторым запасом кинетической энергии, она не может остановиться мгновенно и пройдет по инерции еще какое-то время, т. е. до тех пор, пока не потеряет на трение весь запас своей кинетической энергии. Аналогично и в замкнутой электрической цепи при включении и выключении тока магнитное поле возникает не сразу, а через какой-то промежуток времени.

Самоиндукция. Инерционность магнитного поля

В первые моменты времени после подачи тока значительная часть энергии источника питания расходуется на создание магнитного поля и лишь минимальная часть — на преодоление сопротивления проводника. Поэтому в момент замыкания схемы ток не сразу достигнет предельной своего максимального значения. Она установится в цепи лишь после окончания процесса создания магнитного поля

Если, не разрывая цепи, выключить из нее источник тока, то ток в цепи остановится не сразу, а будет идти в ней, еще некоторое время уменьшаясь постепеннодо тех пор, пока полностью не исчезнет магнитное поле вокруг проводника, т. е. пока не исчезнет весь запас энергии, накопленной в магнитном поле.

Вывод, магнитное поле является носителем энергии. Оно способно накапливать в себе энергию при включении источника питания и отдавать ее обратно после отключения ИП. Энергия магнитного поля, имеет много общего с кинетической энергией движущегося предмета, а магнитное поле является главной причиной «инерционности» тока.

Из прошлых лекций по электротехнике мы должны знать, что как только изменяется магнитный поток, пронизывающий площадь, замкнутой электрической цепью, в ней возникает ЭДС индукции, а изменение силы тока в цепи меняет число магнитных силовых линий. Если замкнутая цепь неподвижна, то общее число силовых линий может поменяться только тогда, когда новые линии войдут снаружи или когда существующие уже линии выйдут за пределы пронизывающей площади. В обоих случаях силовые линии при движении должны пересечь проводник. А этим самым наводят в нем ЭДС индукции. Но так как в данном случае проводник индуктирует ЭДС в самом себе, то эта ЭДС получила название ЭДС самоиндукции.

При подсоединении источника тока в любую замкнутую цепь площадь, ограниченная этой цепью, начинает пронизываться внешними магнитными силовыми линиями. Каждая силовая линия, извне, пересекая проводник, наводя в нем ЭДС самоиндукции.

ЭДС самоиндукции, действует против ЭДС источника питания, задерживая тем самым нарастание тока в цепи. Через некоторое время, когда возрастание магнитного потока вокруг цепи закончится, ЭДС самоиндукции закончится и в цепи установится максимальная сила тока, вычисляемая по закону Ома.

При отключении источника питания из замкнутой цепи магнитные силовые линии должны исчезнуть из пространства, ограниченного проводником. Каждая исчезающая силовая линия при пересечении проводника создает в нем ЭДС самоиндукции, совпадающую по направлению с ЭДС источника тока, именно поэтому ток в электрической цепи исчезнет не сразу, а будет постепенно уменьшаться до того момента, пока полностью не исчезнет магнитный поток. Ток, идущий по цепи после отключения источника питания, называется током самоиндукции.

На практике вы может часто наблюдать, как при отключении источника тока цепь разрывается, а ток самоиндукции можно заметить визуально в виде искры в месте разрыва цепи.

ЭДС самоиндукции: основные послулаты

В каждой замкнутой цепи при изменении силы идущего по ней тока, а также при включении и отключении питания возникает ЭДС, связанная с магнитным полем, называемая ЭДС самоиндукции.