Явище самоіндукції. Індуктивність

За законом Фарадея (6.6) електрорушійна сила індукції виникає при будь-яких змінах у часі магнітного потоку Ф крізь поверхню, яка охоплюється провідним контуром. Навколо провідника зі струмом завжди виникає магнітне поле, яке створює певний потік крізь влас­ний контур провідника. При зміні струму в провіднику змінюється потік магнітної індукції. Тому в провідному замкненому контурі, в якому змінюється струм, виникає додатковий, індукційний струм. Явище виникнення індукційного струму в провіднику внаслідок зміни магнітного потоку, зумовленої зміною струму в цьому ж про­віднику, називають самоіндукцією. Явище самоіндукції є окремим випадком загального явища електромагнітної індукції. За правилом Ленца струм самоіндукції завжди напрямлений так, що протидіє змінам сили струму, який викликає самоіндукцію. Іншими словами, якщо струм у провіднику наростає, то струм самоіндукції напрямле­ний проти нього і протидіє цьому наростанню; якщо ж струм спадає, то напрям струму самоіндукції збігається з напрямом основного струму і протидіє його спаданню. Оскільки довільний провідник має самоіндукцію, то струм у кожному з них має інерцію щодо своєї зміни. Самоіндукція протидіє змінам струму в провідниках.

Індукція магнітного поля струму відповідно до закону Біо-Савара-Лапласа прямо пропорційна першому степеню сили струму. То­му й потік магнітної індукції Ф крізь певну фіксовану поверхню буде також пропорційним силі струму, тобто

Ф = LI, (6.9)

де L — коефіцієнт пропорційності, який не залежить від сили струму й індукції магнітного поля, а є однозначною характеристикою про­відного контуру, його називають індуктивністю контуру. Індук­тивність залежить від форми і розмірів контуру, а також від маг­нітних властивостей навколишнього середовища.

Закон електромагнітної індукції Фарадея для явища самоіндукції з урахуванням (6.9) запишеться так:

. (6.10)

Одиниці вимірювання L вСІ – Гн („Генрі”).

.

За одиницю індуктивності 1 Гн взято індуктивність такого про­відника, в якому при зміні струму силою 1 А за 1 с виникає ЕРС са­моіндукції 1 В. У системі одиниць Гауса індуктивність вимірюють у сантиметрах: 1 Гн = 10⁹см.

Якщо навколишнє середовище не є феромагнітним і контур не деформується, то L=const. Інерційність зміни струмів в електрич­них колах внаслідок явища самоіндукції особливо проявляється у ви­никненні так званих екстраструмів розмикання і замикання. Індук­тивність контуру є мірою його інерції щодо зміни струму.