Номер 1809, страница 213 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

9 класс. Электромагнитное поле и электромагнитные волны. 64. Явление электромагнитной индукции. Самоиндукция. Переменный ток. Передача электрической энергии. Трансформатор - номер 1809, страница 213.

Решение.

Решение

При замыкании электрической цепи ток в ней устанавливается не мгновенно, а нарастает от нуля до своего стационарного значения. Это происходит из-за явления электромагнитной индукции, в частности, самоиндукции.

Любая электрическая цепь обладает индуктивностью. Когда по цепи начинает течь ток, он создает вокруг проводников магнитное поле. Нарастание тока означает изменение магнитного потока, пронизывающего контур цепи. Согласно закону Фарадея, это изменяющееся магнитное поле индуцирует в цепи электродвижущую силу (ЭДС) самоиндукции.

По правилу Ленца, ЭДС самоиндукции всегда направлена так, чтобы противодействовать причине, её вызывающей. В данном случае она противодействует нарастанию тока. Следовательно, источник тока должен совершать дополнительную работу против этой ЭДС, чтобы установить ток в цепи.

Эта работа не превращается в тепло (в отличие от работы по преодолению омического сопротивления), а запасается в виде энергии магнитного поля, созданного током. Энергия магнитного поля $W_L$, запасенная в элементе цепи с индуктивностью $\text{L}$ при силе тока $\text{I}$, рассчитывается по формуле:

$W_L = \frac{LI^2}{2}$

Таким образом, часть энергии источника расходуется на создание этого магнитного поля. После того как ток достигнет своего постоянного значения, магнитное поле перестанет изменяться, ЭДС самоиндукции исчезнет, и вся энергия источника будет расходоваться только на преодоление сопротивления (нагрев проводников).

Ответ: Энергия также затрачивается на создание магнитного поля тока в цепи.