ЭДС и ток индукции могут возникать в проводящем контуре, в котором уже течёт первичный ток I. если величина этого тока изменяется со временем и, таким образом, создаваемые им магнитное поле и магнитный поток являются переменными, то в этом самом контуре возникают ЭДС и ток индукции (рис. 18.15). Такое явление называется самоиндукцией.
Рис. 18.15. К явлению самоиндукции
Если охарактеризовать проводящий контур величиной индуктивностиL,то потокосцепление будет равно Y = L × I, где I – первичный ток в контуре.
Тогда закон электромагнитной индукции Фарадея для явления самоиндукции может быть записан в следующем виде:
. (18.23)
При изменении магнитного потока сквозь контур возникает вихревое электрическое поле , ротор которого
.(18.24)
Силы вихревого электрического поля являются движущими силами, вызывающими ток самоиндукции.
Когда первичный ток в контуре выключают (размыкание цепи) и , то индуцированное магнитное поле , а .
Таким образом, когда магнитное поле уменьшается, первичный ток и ток индукции (экстраток размыкания) суммируются, поэтому результирующий ток спадает постепенно (рис. 18.16)
|
|
,(18.25)
где R – активное сопротивление цепи;
L – её индуктивность.
Рис. 18.16. Изменение тока при размыкании цепи
Когда первичный ток в контуре включают (замыкание цепи), то магнитное поле увеличивается , индуцированный ток (экстраток замыкания) будет направлен навстречу первичному току в контуре, поэтому результирующий ток нарастает постепенно (рис. 18.17):
,(18.26)
где e – ЭДС источника тока.
Рис. 18.17. Изменение тока при замыкании цепи