Номер 10, страница 63, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

*10. Объясните влияние индуктивности на величину силы переменного тока.

Индуктивность оказывает существенное влияние на величину силы переменного тока, выступая в роли сопротивления. Это явление обусловлено процессом электромагнитной самоиндукции.

Когда по проводнику, обладающему индуктивностью (например, катушке), протекает переменный ток, его величина и направление постоянно изменяются. Это приводит к непрерывному изменению магнитного потока, создаваемого этим током. Согласно закону электромагнитной индукции, в проводнике возникает ЭДС самоиндукции ($\mathcal{E}_{си}$), которая, согласно правилу Ленца, всегда направлена так, чтобы противодействовать изменению тока, вызвавшему её.

Формула для ЭДС самоиндукции: $\mathcal{E}_{си} = -L \frac{dI}{dt}$, где $\text{L}$ – индуктивность катушки, а $\frac{dI}{dt}$ – скорость изменения силы тока. Знак "минус" отражает противодействующий характер этой ЭДС.

Таким образом, ЭДС самоиндукции препятствует нарастанию тока, когда он увеличивается, и замедляет его убывание, когда он уменьшается. Это постоянное противодействие ограничивает амплитуду переменного тока в цепи.

Величина, характеризующая это противодействие переменному току со стороны индуктивности, называется индуктивным сопротивлением или реактивным сопротивлением и обозначается $X_L$. Она прямо пропорциональна как индуктивности $\text{L}$, так и циклической частоте переменного тока $\omega$:

$X_L = \omega L$

где $\omega = 2\pi f$ ($\text{f}$ – частота тока).

Для участка цепи, содержащего только катушку индуктивности, закон Ома для переменного тока записывается как:

$I = \frac{U}{X_L}$

где $\text{I}$ и $\text{U}$ – действующие (или амплитудные) значения силы тока и напряжения.

Подставив выражение для индуктивного сопротивления, получим:

$I = \frac{U}{\omega L}$

Из этой формулы видно, что при неизменных напряжении $\text{U}$ и частоте $\omega$, сила переменного тока $\text{I}$ обратно пропорциональна индуктивности $\text{L}$.

Вывод: Чем больше индуктивность элемента цепи (катушки), тем больше его индуктивное сопротивление и, следовательно, тем меньше величина силы переменного тока, протекающего через него.

Ответ: Индуктивность в цепи переменного тока создает индуктивное сопротивление, которое ограничивает силу тока. Увеличение индуктивности приводит к увеличению этого сопротивления и, как следствие, к уменьшению величины силы переменного тока.