42. Явление самоиндукции. Индуктивность. Направление индукционного тока. Индуктивность длинного соленоида.

Самоиндукция является важным частным случаем электромагнитной индукции, когда изменяющийся магнитный поток, вызывающий ЭДС индукции, создается током в самом контуре. Если ток в рассматриваемом контуре по каким-то причинам изменяется, то изменяется и магнитное поле этого тока, а, следовательно, и собственный магнитный поток, пронизывающий контур. В контуре возникает ЭДС самоиндукции, которая согласно правилу Ленца препятствует изменению тока в контуре.

Собственный магнитный поток Φ, пронизывающий контур или катушку с током, пропорционален силе тока I:  Φ = LI

Коэффициент пропорциональности L в этой формуле называется коэффициентом самоиндукции или индуктивностью катушки. Единица индуктивности в СИ называется генри (Гн). Индуктивность контура или катушки равна 1 Гн, если при силе постоянного тока 1 А собственный поток равен 1 Вб

Магнитное поле соленоида определяется формулой : B = μ₀ I n

Индуктивность соленоида равна : L = μ₀ n² S l = μ₀ n² V

Физическая величина равная энергии магнитного поля в единице объема, называется объемной плотностью магнитной энергии. Дж. Максвелл показал, что выражение для объемной плотности магнитной энергии, для случая длинного соленоида, справедливо для любых магнитных полей. направление индукционного тока можно определить правилом правой руки - если расположить раскрытую ладонь правой руки так, чтобы у в нее входили силовые линии магнитного поля В, а большой палец, отставленный в сторону указывал направление скорости v, то четыре пальца руки укажут направление индукционного тока I.

43.Явление взаимной индукции. Взаимная индукция. Энергия и объемная плотность энергии магнитного поля.

Взаимная индукция-явление возбуждения эдс в одной электрич. цепи при изменении электрич. тока в др. цепи. Взаимная индукция - частный случай электромагнитной индукции. Взаимная индукция используется, например, в трансформаторе электрическом. количеств. Характеристикой взаимной индукции является взаимная индуктивность. Взаимная индуктивность-количественная характеристика M₂₁ связи между полным магнитным потоком Ф₂₁ через некоторую электрическую цепь 2, создаваемым электрическим током, текущим в другие цепи 1, и силой этого тока I₁ : М₂₁ = Ф₂₁/I₁. Если же ток I₁ создаёт магнитный поток Ф₁₂ через цепь 1, то M₁₂ = Ф₁₂/I₂ и М₂₁ = М₁₂. Взаимная индуктивность зависит от формы, размеров и взаимного расположения двух рассматриваемых электрических цепей, а также от магнитной проницаемости среды и магнитопроводов. Единица Взаимная индуктивность (в СИ) - генри (Гн).

Н а рисунке вычисление энергии магнитного поля. Таким образом, энергия W_м магнитного поля катушки с индуктивностью L, создаваемого током I, равна Применим полученное выражение для энергии катушки к длинному соленоиду с магнитным сердечником. Используя приведенные выше формулы для коэффициента самоиндукции L_μ соленоида и для магнитного поля B, создаваемого током I, можно получить ,где V – объем соленоида. Это выражение показывает, что магнитная энергия локализована не в витках катушки, по которым протекает ток, а рассредоточена по всему объему, в котором создано магнитное поле. Физическая величина равная энергии магнитного поля в единице объема, называется объемной плотностью магнитной энергии. Дж. Максвелл показал, что выражение для объемной плотности магнитной энергии, выведенное здесь для случая длинного соленоида, справедливо для любых магнитных полей.