Номер 2, страница 55 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 16. Рамка с током в однородном магнитном поле. Глава 2. Магнитное поле - номер 2, страница 55.

2. Дайте определение собственной индукции.

Самоиндукция — это явление возникновения электродвижущей силы (ЭДС) индукции в проводящем контуре при изменении силы тока, протекающего в этом же контуре.

Механизм этого явления заключается в следующем. Электрический ток, протекающий по проводнику (например, катушке индуктивности), создает вокруг себя магнитное поле. Магнитный поток $\Phi$, сцепленный с этим контуром (полный магнитный поток), при отсутствии ферромагнетиков прямо пропорционален силе тока $I$ в нем. Эта зависимость выражается формулой:

$$ \Phi = L \cdot I $$

где $L$ — коэффициент пропорциональности, называемый индуктивностью или коэффициентом самоиндукции контура. Индуктивность является физической величиной, характеризующей способность контура создавать магнитный поток при протекании по нему тока. Она зависит от геометрических размеров, формы, числа витков контура, а также от магнитной проницаемости среды (сердечника).

При изменении силы тока $I$ в контуре изменяется и созданный им "собственный" магнитный поток $\Phi$. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, это изменение магнитного потока приводит к возникновению в контуре ЭДС индукции. Эту ЭДС называют ЭДС самоиндукции ($\mathcal{E}_{si}$). Для мгновенного значения ЭДС самоиндукции используется дифференциальная форма записи:

$$ \mathcal{E}_{si} = - \frac{d\Phi}{dt} = - L \frac{dI}{dt} $$

Знак "минус" в формуле отражает правило Ленца: возникающая ЭДС самоиндукции всегда противодействует причине, её вызвавшей, то есть изменению силы тока в контуре. Если ток в цепи возрастает ($\frac{dI}{dt} > 0$), ЭДС самоиндукции направлена против тока ($\mathcal{E}_{si} < 0$, если считать ток положительным), препятствуя его росту. Если ток убывает ($\frac{dI}{dt} < 0$), ЭДС самоиндукции направлена так же, как и основной ток ($\mathcal{E}_{si} > 0$), стремясь его поддержать. Из-за этого свойства самоиндукцию часто сравнивают с инерцией в механике, так как индуктивность характеризует "инертность" контура по отношению к изменению протекающего через него тока.

Ответ: Самоиндукция — это явление возникновения ЭДС индукции в электрической цепи, обусловленное изменением силы тока в этой же цепи.