Номер 3, страница 194 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

3. В чём заключается явление самоиндукции?

Явление самоиндукции — это явление возникновения электродвижущей силы (ЭДС) в проводящем контуре при изменении силы тока, протекающего через этот же контур. Эта ЭДС называется ЭДС самоиндукции.

Суть явления заключается в следующем. Электрический ток, протекающий по контуру, создает собственное магнитное поле. Магнитный поток $Φ$ этого поля, пронизывающий сам контур, прямо пропорционален силе тока $I$:

$Φ = LI$

Здесь $L$ — это индуктивность контура, коэффициент пропорциональности, который зависит от геометрии контура (формы и размеров) и магнитных свойств окружающей среды.

Когда сила тока в контуре изменяется со временем, изменяется и связанный с ним магнитный поток. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, это изменение магнитного потока $\frac{dΦ}{dt}$ приводит к возникновению в контуре ЭДС индукции, которую в данном случае называют ЭДС самоиндукции $ε_{si}$:

$ε_{si} = - \frac{dΦ}{dt}$

Подставляя выражение для магнитного потока в закон Фарадея, получаем формулу для ЭДС самоиндукции (при условии, что индуктивность $L$ постоянна):

$ε_{si} = -L \frac{dI}{dt}$

Знак "минус" в этой формуле является математическим выражением правила Ленца. Оно гласит, что индукционный ток, возникающий в контуре, всегда направлен так, чтобы своим магнитным полем противодействовать изменению магнитного потока, которое его вызвало. Это означает, что ЭДС самоиндукции всегда препятствует изменению тока в цепи:

– при увеличении тока в цепи ($\frac{dI}{dt} > 0$), ЭДС самоиндукции направлена против тока, замедляя его рост;

– при уменьшении тока в цепи ($\frac{dI}{dt} < 0$), ЭДС самоиндукции направлена в ту же сторону, что и ток, замедляя его спад.

Таким образом, самоиндукция проявляется как своего рода "электрическая инерция": контур с индуктивностью препятствует любым изменениям силы протекающего через него тока.

Ответ: Явление самоиндукции заключается в возникновении ЭДС индукции в проводящем контуре в результате изменения силы тока в этом же контуре. Возникающая ЭДС самоиндукции, согласно правилу Ленца, всегда препятствует изменению тока, которое её породило, проявляя себя как "инертность" электрического тока.