Номер 1, страница 175 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 3. Электромагнитные явления. Параграф 39. Самоиндукция. Вопросы для самопроверки - номер 1, страница 175.

Условие.

1. В чём состоит явление самоиндукции?

Решение.

В чём состоит явление самоиндукции?

Явление самоиндукции — это возникновение электродвижущей силы (ЭДС) индукции в проводящем контуре при изменении силы тока, протекающего через этот же контур.

Суть этого явления можно объяснить пошагово. Во-первых, любой электрический ток, протекающий по проводнику (например, по катушке), создает вокруг себя магнитное поле. Магнитный поток, пронизывающий этот контур, прямо пропорционален силе тока в нём. Эта зависимость выражается формулой: $\Phi = L \cdot I$, где $\Phi$ – магнитный поток, $\text{I}$ – сила тока, а $\text{L}$ – коэффициент пропорциональности, называемый индуктивностью контура. Индуктивность зависит от геометрических параметров контура и магнитных свойств среды.

Во-вторых, если сила тока в контуре изменяется со временем, то изменяется и создаваемый им магнитный поток, пронизывающий этот же контур.

В-третьих, согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, любое изменение магнитного потока через замкнутый контур приводит к возникновению в этом контуре индукционной ЭДС.

Таким образом, изменение "собственного" тока в контуре порождает в нём же "собственную" ЭДС индукции. Эта ЭДС называется ЭДС самоиндукции ($\mathcal{E}_{si}$) и вычисляется по формуле, следующей из закона Фарадея:

$\mathcal{E}_{si} = - \frac{d\Phi}{dt} = - \frac{d(LI)}{dt}$

Если индуктивность контура $\text{L}$ является постоянной величиной, формула упрощается до вида:

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

Знак "минус" в этой формуле является математическим выражением правила Ленца. Согласно этому правилу, возникающая ЭДС самоиндукции (и создаваемый ею индукционный ток) всегда направлена так, чтобы противодействовать причине, её вызвавшей, то есть изменению первоначального тока.

Например, при увеличении тока в цепи ЭДС самоиндукции направлена против основного тока, замедляя его нарастание. И наоборот, при уменьшении тока ЭДС самоиндукции направлена в ту же сторону, что и основной ток, поддерживая его и замедляя его спад.

Поэтому явление самоиндукции придает электрической цепи своего рода "инерционность": индуктивность в цепи играет роль, аналогичную массе в механике, противодействуя любым изменениям силы тока.

Ответ: Явление самоиндукции заключается в возникновении ЭДС индукции в проводящем контуре вследствие изменения силы тока в этом же контуре. Эта ЭДС всегда противодействует изменению тока, проявляя себя как "электрическая инерция".