Главная >> Физика 9 класс

 

Глава 3. Электромагнитное поле

 

§ 41. Явление самоиндукции

Рассмотрим частный случай электромагнитной индукции: возникновение индукционного тока в катушке при изменении силы тока в ней.

Для этого проведём опыт, изображённый на рисунке 128, (а) и схеме 128, (б). При выполнении первой части опыта неоновая лампа Лн нам не понадобится, поэтому вынем её из патрона, оставив только две параллельные ветви: с реостатом Р и катушкой К. (Обратите внимание на условное обозначение катушки с сердечником на схеме 128, (б) и запомните его.)

Возникновение индукционного тока в катушке при изменении силы тока в ней при замыкании цепи

Замкнём цепь ключом Кл. Лампа Л1 загорится сразу, а Л2 — с опозданием приблизительно в 1 с. Причина запаздывания заключается в следующем. При замыкании цепи силы токов I, I1 и I2 (см. рис. 128, б) начинают расти. Благодаря этому увеличиваются индукции B1 и В2 магнитных полей (создаваемых этими же токами I1 и I2) и магнитные потоки Ф1 и Ф2, пронизывающие соответственно витки реостата и катушки. Получается, что проходящие сквозь реостат и катушку переменные потоки Ф1 и Ф2 создаются не внешними причинами (как было в опытах, рассмотренных в § 39), а благодаря изменению токов в самих этих устройствах.

Согласно явлению электромагнитной индукции, в реостате и в катушке возникают индукционные токи. Они препятствуют увеличению силы тока I1 и I2 (это следует из правила Ленца и правила правой руки). Но в катушке К индукционный ток будет значительно больше, чем в реостате Р, так как катушка имеет гораздо большее число витков и сердечник, т. е. обладает большей индуктивностью, чем реостат.

Индуктивность (коэффициент самоиндукции) — это физическая величина, введённая для оценивания способности катушки противодействовать изменению силы тока в ней. Индуктивность L катушки зависит от её формы, размеров, числа витков и наличия или отсутствия сердечника (например, железного). Единица индуктивности в СИ — генри (Гн).

Чем больше сила индукционного тока, тем большее противодействие он оказывает изменению силы тока, созданного источником. Поэтому ток в ветви с катушкой возрастает медленнее, чем в ветви с реостатом, и лампа Л2 загорается с опозданием (рис. 128, в).

Демонстрация явления самоиндукции при размыкании цепи

Теперь посмотрим, что будет происходить при размыкании цепи. Для этого неоновую лампу Лн поместим в патрон, а лампу Л1 вывинтим, разомкнув тем самым участок цепи с реостатом (рис. 129).

При замыкании цепи загорится только лампа Л2. Неоновая лампа не включается потому, что напряжение, необходимое для её зажигания, значительно больше напряжения, подаваемого от источника тока.

Окончание >>>