4. Явление самоиндукции.
Открытие Джозефа Герца

В 1832 году американский учёный Джозеф Герц впервые наблюдал и описал явление самоиндукции.

Экспериментально установлено, что при любом изменении электрического тока в реальной цепи, в ней индуцируется электродвижущая сила (ЭДС). В цепи возникает индукционный ток, который препятствует изменению основного тока.

Самоиндукция – это явление возникновения ЭДС индукции в проводящем контуре при изменении в нём силы тока.

где:

E_Si -ЭДС самоиндукции, В

- изменение собственного магнитного потока, Вб;

- промежуток времени, с.

Индуктивность. Закон Фарадея для ЭДС самоиндукции

Явление самоиндукции объясняет не мгновенное, а постепенное уменьшение и увеличение тока при размыкании и замыкании в реальной электрической цепи.

Магнитный поток основного тока (собственный магнитный поток) зависит от величины силы тока и индукционных характеристик данной электрической цепи:

где Ф - магнитный поток основного тока, Вб;

I - сила тока, А;

L- индуктивность (коэффициент самоиндукции), Гн (генри).

Индуктивность (коэффициент самоиндукции) - это характеристика индукционных свойств данной электрической цепи.

Следовательно, ЭДС самоиндукции по закону Фарадея записывается так:

где E_Si - ЭДС самоиндукции, В;

L - индуктивность, Гн;

- скорость изменения силы тока, А/с.

В системе СИ 1 Гн (генри)=1 В с•А^-1.

Генри – это индуктивность такого проводника, в котором индуцируется ЭДС самоиндукции в 1В при изменении тока в нём 1 А за 1 с.

Индуктивность контура является мерой его «инертности» по отношению к изменению тока в контуре.

Токи индукции при изменении основного тока в цепи

Если основной ток уменьшается (увеличивается), то индукционный ток препятствует уменьшению (увеличению) основного тока. Таким образом, индукционный ток всегда противодействует любому изменению основного тока. Этот индуцированный ток называется током самоиндукции.

При размыкании цепи ток уменьшается до нуля не мгновенно, а постепенно в течение некоторого малого промежутка времени

При замыкании цепи ток увеличивается не мгновенно, а постепенно в течение промежутка времени

Явление самоиндукции объясняет постепенное уменьшение (увеличение ) тока при размыкании (замыкании) в реальной электрической цепи

– это время установления режима.

Процесс размыкания цепи (выключения цепи)

График убывания тока

Процесс замыкания цепи (включения цепи)

График нарастания тока