Закон электромагнитной индукции (случай самоиндукции)

ВЗАИМНАЯ ИНДУКТИВНОСТЬ КАТУШЕК

ЭДС самоиндукции и ЭДС взаимной индукции

Если по катушке протекает переменный ток, то в пространстве вокруг нее возникает переменное магнитное поле. В соответствии с законом электромагнитной индукции это магнитное поле наводит в катушке ЭДС, которая препятствует изменению тока, создающего магнитное поле. Эта ЭДС называется ЭДС самоиндукции, она уравновешивается индуктивной составляющей напряжения на катушке.

Если рядом с катушкой, по которой протекает переменный ток, находится другая катушка, то в последней возникает ЭДС под действием переменного магнитного поля, созданного током первой катушки. Это явление называется взаимной индукцией, а ЭДС, наведенная током первой катушки в соседней катушке, называется ЭДС взаимной индукции. Если токи протекают через обе катушки одновременно, то в каждой из них наводятся ЭДС самоиндукции и ЭДС взаимной индукции.

Применение закона электромагнитной индукции в системе двух или нескольких катушек оказывается более сложным, чем в случае с одной катушкой. Сначала рассмотрим простой случай (самоиндукция в одной катушке), соблюдая во всех деталях требования к математической формулировке физического закона (хотя здесь они могут показаться лишними). Затем перейдем к системе двух катушек, в которой наблюдается взаимная индукция, соблюдая те же формальные требования. Это позволит выяснить важные различия в формулировке двух вариантов закона электромагнитной индукции.

Закон электромагнитной индукции (случай самоиндукции)

Уравнение электромагнитной индукции, как и все уравнения теории электромагнетизма, принято записывать в правовинтовой системе координат. На рис. 5.1 показана одновитковая катушка, ближняя к читателю сторона катушки изображена жирной линией. Направление обхода витка (от зажима 1 к зажиму 2) и направление нормали к поверхности , ограниченной витком, связаны правилом правого винта. Наличие у катушки нескольких витков усложнило бы рисунок, не изменяя физической картины явлений. Направления тока и ЭДС в катушке совпадают с направлением ее обхода; направление напряжения согласовано с направлением тока (оба направлены от зажима 1 к зажиму 2). Нормаль указывает направление магнитного потока.