Явление самоиндукции. Индуктивность. Законы нарастания и спада тока при включении и выключении цепи

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»

Реферат по физике

Явление самоиндукции. Индуктивность. Законы нарастания и спада тока при включении и выключении цепи

Работу выполнил

студент группы: НГД-б-о-24-3

ФИО: Турсынбаев Сармат Азат Улы

Угли

Проверил доцент кафедры

экспериментальной физики

_________________ Борисенко О. В.

Ставрополь, 2025 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение        3

1. Явление самоиндукции        4

1.1 Коэффициент самоиндукции)        5

1.2 Таблица типичных значений индуктивности        12

2. Способы измерения индуктивности        13

3. Физическая сущность и практические следствия индуктивности        16

3.1 Коэффициенты самоиндукции (индуктивности) различных контуров и проводников        18

Заключение        21

Список литературы        22

Введение

Явление электромагнитной индукции, открытое Майклом Фарадеем в 1831 году, лежит в основе работы множества современных электротехнических устройств — от генераторов и трансформаторов до электродвигателей и индукционных печей. Согласно закону Фарадея, в замкнутом проводящем контуре возникает электродвижущая сила индукции, если изменяется магнитный поток, пронизывающий этот контур. Математически закон выражается как:

[pic 1],

где E — ЭДС индукции, а ΦB​ — магнитный поток. Знак «минус» в формуле отражает правило Ленца, согласно которому индукционный ток всегда направлен так, чтобы противодействовать причине, его вызвавшей. Это проявление закона сохранения энергии: система стремится сохранить текущее состояние и сопротивляется изменениям внешнего магнитного поля или собственного тока. Особенно интересны проявления электромагнитной индукции в цепях, содержащих катушки индуктивности. При замыкании цепи ток не устанавливается мгновенно — он нарастает постепенно, поскольку возникающая ЭДС самоиндукции препятствует его росту. Аналогично, при размыкании цепи ток не исчезает сразу: магнитное поле катушки, стремясь сохранить поток, наводит ЭДС, которая может поддерживать ток в течение короткого времени. Здесь возникает любопытная и на первый взгляд парадоксальная ситуация: почему лампочка, включённая последовательно с катушкой, может вспыхнуть ярче именно в момент размыкания цепи, чем при её замыкании? Казалось бы, при размыкании источник тока отключается — и ток должен просто исчезнуть. Однако на практике часто наблюдается кратковременная, но очень яркая вспышка лампы. Это связано с тем, что скорость изменения тока в момент разрыва цепи оказывается чрезвычайно высокой — гораздо выше, чем при плавном нарастании тока при замыкании. В результате ЭДС самоиндукции достигает значительной величины, способной вызвать кратковременный импульс тока, превышающий номинальный рабочий ток лампы.

1. Явление самоиндукции

I. Определение и сущность явления

Самоиндукция — это частный случай электромагнитной индукции, заключающийся в возникновении электродвижущей силы (ЭДС) индукции в проводящем контуре (катушке или даже прямом проводнике) при изменении силы электрического тока, протекающего в этом же контуре.

Ключевая особенность самоиндукции заключается в том, что источник изменяющегося магнитного поля и проводник, в котором наводится ЭДС, — это один и тот же объект. Если в обычной электромагнитной индукции изменение магнитного потока вызывается внешними источниками (движением магнита или изменением тока в соседней цепи), то в самоиндукции контур «воздействует сам на себя».