Видеоучебник / Физика / Видеоуроки. Решение задач по физике. Электродинамика. / Самоиндукция. Индуктивность

Самоиндукция. Индуктивность

Урок 22. Видеоуроки. Решение задач по физике. Электродинамика.

Как следствие явления электромагнитной индукции, возникает ещё одно явление – явление самоиндукции. Оно препятствует изменению тока. Задачам на данную тему и будет посвящено наше занятие.

Конспект урока "Самоиндукция. Индуктивность"

«Искусство экспериментатора состоит в том,

чтобы уметь задавать природе

вопросы и понимать её ответы».

Майкл Фарадей

Задача 1. В результате убывания тока в контуре от 8 А до 2 А за 12 мс, в контуре возникла ЭДС самоиндукции 25 мВ. Найдите индуктивность данного контура.

ДАНО:

СИ

РЕШЕНИЕ

ЭДС самоиндукции

Изменение силы тока равно разности между конечным и начальным током

Выразим индуктивность из полученного уравнения

Ответ: 50 мкГн.

Задача 2. Через площадь контура проходит магнитный поток 2 мВб, создаваемый протекающим по контуру током силой 5 А. В течение 50 мс ток равномерно уменьшается до 3 А. Найдите ЭДС самоиндукции.

ДАНО:

СИ

РЕШЕНИЕ

Запишем закон самоиндукции

Индуктивность – это коэффициент самоиндукции, который равен отношению магнитного потока, проходящего через контур к силе тока в этом контуре

В задаче указан магнитный поток при начальном значении силы тока. Исходя из этого, запишем выражение для индуктивности

С учетом последних формул ЭДС самоиндукции равно

Ответ: 16 мВ.

Задача 3. К источнику тока с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 1 Ом подключен реостат, сопротивление которого за 0,5 с равномерно увеличивают от 10 Ом до 15 Ом. При этом в реостате возникает ЭДС самоиндукции 0,03 В. Найдите индуктивность реостата.

ДАНО:

РЕШЕНИЕ

Запишем закон самоиндукции

Запишем закон Ома для полной цепи

Найдём выражения для начального и конечного тока, подставив в закон Ома соответствующие значения сопротивления реостата

Тогда изменение тока равно

Выразим индуктивность из закона самоиндукции

Ответ: 44 мГн.

Задача 4. В магнитное поле с индукцией 200 мТл помещена рамка, площадь которой равна 40 см². Изначально магнитный поток, пронизывающий рамку равен нулю. После этого рамку поворачивают на 30º. Найдите ЭДС самоиндукции, которая возникнет в рамке, когда её перестанут вращать, предполагая, что время остановки занимает 1 мс.

ДАНО:

СИ

РЕШЕНИЕ

Магнитный поток определяется по формуле

Если

Рамку поворачивают на 30º. Соответственно, угол между направлением линий магнитной индукции и нормалью к плоскости рамки становится равным

Запишем закон самоиндукции

Пока рамку поворачивали, в ней существовала ЭДС индукции и, соответственно, индукционный ток. Как только рамку перестали поворачивать, ток в ней пропал, то есть, изменение силы тока равно всему индукционному току.

Тогда индуктивность равна

ЭДС самоиндукции

Второй способ решения

Магнитный поток рассчитывается по формуле

Закон электромагнитной индукции

ЭДС самоиндукции

Изменение тока равно всему индукционному току, поскольку после остановки рамки индукционный ток пропадёт.

Магнитный поток определяется по выражению

Т.к.

Ответ: 0,4 В.

Задача 5. На рисунке изображён соленоид, радиус которого равен 10 см, и он содержит 500 витков проволоки. Индукция магнитного поля соленоида равна 600 мкТл. Найдите ЭДС самоиндукции, которая возникнет в соленоиде при исчезновении тока в нём за 0,1 с.

ДАНО: