Самоиндукция
Самоиндукция — это возникновение ЭДС индукции в электрической цепи при изменении силы тока в этой же цепи. Она проявляется особенно заметно в катушке: ток не может измениться мгновенно, поэтому при включении и выключении возникают переходные процессы.
Изменение тока изменяет магнитное поле катушки и магнитный поток через её витки. Поэтому в цепи возникает ЭДС самоиндукции. Чем быстрее меняется ток и чем больше индуктивность цепи, тем больше модуль этой ЭДС. При увеличении тока она направлена против тока, а при уменьшении поддерживает его.
Формула
Здесь \(L\) — индуктивность, а \(\frac{\Delta I}{\Delta t}\) — скорость изменения тока. Знак «минус» выражает правило Ленца: изменение тока в катушке индуктивности встречает противодействие со стороны ЭДС самоиндукции. Если ток изменяется быстрее, модуль ЭДС больше.
Катушка имеет индуктивность \(L=2\ \text{Гн}\). За \(0{,}1\ \text{с}\) ток увеличился от \(0\) до \(3\ \text{А}\). Тогда \(|\mathcal{E}_{\text{с}}|=L\frac{\Delta I}{\Delta t}=2\cdot\frac{3}{0{,}1}=60\ \text{В}\). ЭДС направлена против увеличения тока.
Самоиндукция — это явление, а индуктивность — физическая величина, характеризующая способность цепи противодействовать изменению тока. Индуктивность не является самой ЭДС и измеряется в генри, тогда как ЭДС измеряется в вольтах.
Как изменится модуль ЭДС самоиндукции, если при той же индуктивности ток начнёт изменяться в два раза быстрее?
Главное
- Самоиндукция возникает при изменении тока в собственной цепи.
- ЭДС самоиндукции определяется формулой \(\mathcal{E}_{\text{с}}=-L\frac{\Delta I}{\Delta t}\) и противодействует изменению тока.
- Явление объясняет, почему в цепях с катушками ток изменяется не мгновенно; подробнее это рассматривается в теме переходные процессы в цепи с индуктивностью.