Pelajaran 87.11 Lissitzky P.A.

Bagian program: "Medan magnet"

Topik pelajaran: “Fenomena induksi diri. Induktansi. Energi medan magnet. Penyelesaian masalah"

Tujuan: mahasiswa harus mempelajari esensi dari fenomena induksi diri dan hukum induksi diri, serta konsep induktansi dan energi medan magnet.

tujuan pelajaran.

Pendidikan:

Untuk mengungkapkan esensi dari fenomena induksi diri;

Deduksi hukum induksi diri dan berikan konsep induktansi, serta turunkan rumus energi medan magnet secara grafis.

Pendidikan:

Tunjukkan pentingnya hubungan sebab-akibat dalam pengenalan fenomena.

Perkembangan berpikir:

Bekerja pada pembentukan keterampilan untuk mengidentifikasi alasan utama yang memengaruhi hasil (untuk membentuk "kewaspadaan" dalam pencarian);

Terus bekerja pada pembentukan keterampilan untuk menarik kesimpulan.

Jenis pelajaran: pelajaran belajar materi baru.

Teknologi pendidikan: elemen teknologi pembesaran unit didaktik (UDE).

Selama kelas.

1. Inisialisasi pelajaran (saling sapa guru dan siswa, kesiapan pelajaran, dll)

2. Pengenalan rencana pembelajaran.

Pertama, kami akan mengagumi pengetahuan yang mendalam bersama - dan untuk ini kami akan melakukan survei lisan kecil. Kemudian kita akan mencoba menjawab pertanyaan: apa esensi dari fenomena induksi diri? Apa itu induktansi? Bagaimana cara menghitung energi medan magnet? Kemudian kita akan melatih otak kita - kita akan memecahkan masalah. Dan akhirnya, kita akan mengeluarkan sesuatu yang berharga dari relung memori - fenomena induksi elektromagnetik (topik untuk pengulangan).

2. Mengontrol percakapan dengan topik "Fenomena induksi elektromagnetik".

Apa fenomena induksi elektromagnetik?

Rumus hukum induksi elektromagnetik.

Bagaimana hukum induksi elektromagnetik dibaca?

Rumus arus induktif jika rangkaian tertutup?

rumus fluks magnet.

Rumus modulus vektor induksi magnet pada kumparan.

3. Mengerjakan materi yang dipelajari.

Pengalaman yang bermasalah.

Rangkaian listrik rakitan. Kami menutupnya dan menyesuaikannya dengan rheostat sehingga bohlam 1 dan 2 menyala dengan intensitas yang sama. Sekarang mari kita buka sirkuit dan tutup lagi. Bohlam 1, di sirkuit yang ada sirkuit (kumparan dengan sejumlah besar lilitan kawat tembaga), akan menyala dengan panas penuh lebih lambat dari bohlam 2.

Ketika sirkuit dibuka, sebaliknya, bola lampu 1, di sirkuit yang ada sirkuit (kumparan dengan banyak lilitan kawat tembaga), akan padam lebih lambat daripada bola lampu 2.

Diproyeksikan melalui komputer dan slide proyektor untuk fokus pada pengalaman utama topik.

Masalahnya dirumuskan: Apa alasan fenomena ini?

Segera setelah kunci ditutup, tegangan diterapkan ke kedua cabang AB dan CD. Di cabang CD, lampu 2 akan menyala hampir seketika, karena jumlah putaran di rheostat kecil, maka medan magnet mencapai nilai maksimumnya segera. Hal lain cabang AB. Tidak ada medan magnet pada kumparan sebelum kunci K ditutup, dan setelah kunci ditutup, timbul arus yang bertambah. Pada saat yang sama, induksi medan magnet juga meningkat, yang menembus cabang-cabang kumparan itu sendiri. Di setiap belokan, e i diinduksi, diarahkan terhadap EMF eksternal (e)

Induksi diri disebut fenomena terjadinya EMF pada rangkaian tertutup yang sama yang dilalui arus bolak-balik. Mari kita cari rumus induktansi untuk kumparan ini.

fluks magnet

Modul vektor induksi magnet pada kumparan B=m 0 mnI

Banyaknya lilitan per satuan panjang maka fluks magnet pada kumparan tersebut adalah , atau F = LI (1)

Induktansi adalah kuantitas fisik yang konstan untuk kumparan yang diberikan dan sama dengan , [L]=1H= (2)

Induktansi konduktor sama dengan 1H, jika di dalamnya, ketika kekuatan arus berubah 1A selama 1s, EMF induksi diri 1V diinduksi.

Arti fisik dari induktansi. Induktansi adalah besaran fisis yang secara numerik sama dengan EMF induksi diri yang terjadi pada rangkaian ketika arus berubah sebesar 1 Ampere dalam satu detik.

Induktansi, seperti kapasitansi listrik, bergantung pada faktor geometris: ukuran konduktor dan bentuknya, tetapi tidak bergantung langsung pada kekuatan arus dalam konduktor. Selain geometri konduktor, induktansi tergantung pada sifat magnetik media () di mana konduktor berada.

Fluks magnet pada kumparan berbanding lurus dengan kuat arus. Hukum induksi sendiri EMF induksi yang terjadi pada kumparan berbanding lurus dengan laju perubahan kuat arus, diambil dengan tanda yang berlawanan. Rumus hukum induksi diri (3) Penurunan rumus energi medan magnet dengan metode grafik. Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa energi medan magnet adalah: joule, dari sini, dengan memperhitungkan f.(1), kita mendapatkan: (4) Densitas energi volumetrik adalah nilai yang ditentukan oleh energi yang datang per satuan volume. Densitas energi volumetrik dari medan magnet adalah: (5)

Menggunakan rumus dan B=m 0 mnI. Dari sini.

Maka energi medan magnet akan sama dengan:

Kepadatan energi volumetrik (tekanan magnetik) akan sama dengan (6).

Mari kita terapkan teknologi pendidikan UDE. Untuk melakukan ini, pertimbangkan tabel analog antara kuantitas mekanik, listrik dan magnetik.

Mekanis	Magnetik
Fenomena kelembaman	Fenomena induksi diri induktansi

Mekanis	Listrik
fenomena deformasi Faktor kekakuan	Fenomena pengisian kapasitor Kapasitas listrik

Kami menekankan bahwa fluks magnet mirip dengan momentum partikel

Konsolidasi materi pendidikan.

Fenomena apa yang disebut induksi diri?

Jelaskan mengapa dalam rangkaian tertutup, yang melaluinya arus yang berubah baik besaran maupun arahnya mengalir, pasti timbul arus lain, yang disebut arus induksi sendiri?

Berapakah nilai tekanan magnet?

Penyelesaian masalah.

Tugas nomor 1. Bagaimana arus akan berubah ketika rangkaian ditutup, rangkaian yang ditunjukkan pada gambar.

Jika tidak ada induktansi dalam rangkaian, maka arus akan meningkat ke nilai maksimumnya hampir seketika. Pada kenyataannya, kekuatan arus secara bertahap mencapai maksimum dari waktu ke waktu t 1. Hal ini disebabkan fakta bahwa dalam kumparan EMF induksi diri. Kekuatan arus sekarang ditentukan tidak hanya oleh EMF dari sumber, tetapi juga oleh EMF induksi. Arus induktif diarahkan melawan arus yang dihasilkan oleh sumber arus selama hubung singkat.

Tugas No. 2 Berapa induktansi kumparan jika, dengan perubahan bertahap dalam kekuatan arus dari 5 ke 10A dalam 0,1 s, EMF induksi diri terjadi sama dengan 20V?

Tugas No. 3 Dalam sebuah kumparan dengan induktansi 0,6H, kuat arusnya adalah 20A. Berapakah energi medan magnet kumparan ini? Bagaimana energi medan akan berubah jika arus dibelah dua?

Pekerjaan rumah dan instruksi: 11.6; No 5-6 latihan 22 Hasil pelajaran. Refleksi.

Tidak diragukan lagi, pendekatan berbasis masalah, teknologi baru (UDE), mengatasi PPB, metode ilmiah penerapannya dalam memecahkan masalah yang begitu penting, akan mengungkapkan lebih dari satu rahasia kepada peneliti yang bijaksana yang terlibat dalam pengembangan kecerdasan anak sekolah yang berbakat. .

Kami telah mempelajari bahwa medan magnet muncul di dekat konduktor pembawa arus. Dan juga dipelajari bahwa medan magnet variabel menghasilkan arus (fenomena induksi elektromagnetik). Pertimbangkan sirkuit listrik. Ketika kekuatan arus berubah di sirkuit ini, perubahan medan magnet akan terjadi, akibatnya tegangan tambahan akan muncul di sirkuit yang sama. arus induksi. Fenomena seperti itu disebut induksi diri, dan arus yang dihasilkan disebut arus induksi diri.

Fenomena induksi diri- ini adalah kejadian di sirkuit penghantar EMF yang dibuat karena perubahan kekuatan arus di sirkuit itu sendiri.

Induktansi loop tergantung pada bentuk dan ukurannya, pada sifat magnetik lingkungan dan tidak tergantung pada kekuatan arus di sirkuit.

EMF induksi diri ditentukan dengan rumus:

Fenomena induksi diri mirip dengan fenomena inersia. Sama seperti dalam mekanika tidak mungkin untuk menghentikan benda yang bergerak secara instan, sehingga arus tidak dapat secara instan memperoleh nilai tertentu karena fenomena induksi diri. Jika sebuah kumparan dihubungkan secara seri dengan lampu kedua dalam rangkaian yang terdiri dari dua lampu identik yang dihubungkan secara paralel ke sumber arus, maka ketika rangkaian ditutup, lampu pertama segera menyala, dan yang kedua dengan penundaan yang nyata.

Ketika sirkuit dibuka, kekuatan arus berkurang dengan cepat, dan EMF induksi diri yang dihasilkan mencegah penurunan fluks magnet. Dalam hal ini, arus induksi diarahkan dengan cara yang sama seperti yang asli. Ggl yang diinduksi sendiri bisa berkali-kali lebih besar daripada ggl eksternal. Oleh karena itu, bola lampu sangat sering padam saat lampu dimatikan.

Energi medan magnet

Energi medan magnet rangkaian dengan arus.

Jika arus listrik yang berubah mengalir dalam suatu rangkaian, maka perubahan arus menyebabkan perubahan medan magnetnya sendiri. Pada penghantar berarus yang berada dalam medan magnetnya sendiri yang berubah-ubah, terjadi fenomena induksi elektromagnetik, yang ciri-cirinya adalah emf induksi diri.

Medan magnet sendiri dari arus dalam rangkaian menciptakan fluks magnet S melalui area permukaan yang dibatasi oleh rangkaian itu sendiri. Fluks magnet S disebut loop induksi diri fluks . Jika rangkaian tidak berada dalam lingkungan feromagnetik, maka S sebanding dengan kuat arus I dalam rangkaian: s = LI.

Nilai L disebut induktansi rangkaian dan merupakan karakteristik listriknya, seperti resistansi R kontur dan karakteristik lainnya. Berarti L tergantung pada dimensi sirkuit, bentuk geometrisnya, dan permeabilitas magnetik relatif dari media tempat sirkuit itu berada. Misalnya, untuk panjang solenoida yang cukup panjang aku dan luas penampang kumparan S dengan jumlah kumparan N yang induksi magnetnya berbentuk B \u003d mu 0 NI,

induktansi adalah ,

di mana o\u003d 4π 10 -7 H / m - konstanta magnetik, μ - permeabilitas magnetik relatif medium, - jumlah lilitan per satuan panjang, V = Sl adalah volume solenoida.

Menurut hukum induksi elektromagnetik Faraday, emf induksi diri sama dengan .

Jika rangkaian dengan arus tidak berubah bentuk dan permeabilitas magnetik relatif medium konstan, maka induktansi rangkaian adalah konstan. Maka hanya sebanding dengan laju perubahan kekuatan arus: .

Di bawah pengaruh saya s di sirkuit, arus induksi I s muncul yang, menurut aturan Lenz, melawan perubahan arus di sirkuit yang menyebabkan fenomena induksi diri. Arus I yang ditumpangkan pada arus utama memperlambat kenaikannya atau mencegah penurunannya. Induktansi loop adalah ukuran "kelembamannya" sehubungan dengan perubahan arus dalam loop. Dalam pengertian ini, induktansi L rangkaian dalam elektrodinamika memainkan peran yang sama dengan massa benda dalam mekanika.

Untuk membuat arus I pada rangkaian dengan induktansi L, perlu dilakukan usaha untuk mengatasi ggl. induksi diri. Energi sendiri W m . gaya arus I adalah nilai yang secara numerik sama dengan pekerjaan ini:

Energi sendiri dari arus terkonsentrasi di medan magnet yang diciptakan oleh konduktor pembawa arus. Oleh karena itu, mereka berbicara tentang energi medan magnet, dan diyakini bahwa energi arus sendiri didistribusikan ke seluruh ruang di mana ada medan magnet. Energi medan magnet sama dengan energi diri arus. Energi medan magnet seragam terkonsentrasi dalam volume V dari media isotropik dan non-ferromagnetik, ,

di mana PADA- induksi medan magnet

Kerapatan energi volumetrik m medan magnet adalah energi yang terkandung dalam satuan volume medan:

Untuk medan magnet dalam media isotropik dan non-ferromagnetik.

Ungkapan ini berlaku tidak hanya untuk medan yang homogen, tetapi juga untuk medan magnet yang berubah-ubah, termasuk variasi waktu.

Selain itu, Anda perlu mengetahui rumus berikut: untuk menghitung induksi magnetik konduktor lurus

di mana r adalah jarak dari konduktor ke titik medan

Induksi medan magnet arus melingkar (r-radius kumparan)

Prinsip superposisi medan magnet

Modulus vektor B:

Arus yang mengalir melalui rangkaian penghantar menciptakan medan magnet di sekitarnya. Fluks magnet , digabungkan ke rangkaian, berbanding lurus dengan kekuatan arus di rangkaian ini: =LI, di mana L adalah induktansi rangkaian. Induktansi konduktor tergantung pada bentuk, dimensi, serta sifat-sifat lingkungan. Karena arus induksi disebabkan oleh perubahan kekuatan arus pada penghantar itu sendiri, fenomena terjadinya arus induksi ini disebut induksi sendiri, dan ggl yang dihasilkan adalah ggl induksi sendiri. Induksi diri adalah kasus khusus dari fenomena induksi elektromagnetik. Jika I berubah secara linier terhadap waktu, maka E ci = - (Ф/t)= - L(I/t), di mana I/t adalah laju perubahan arus. Rumus ini hanya berlaku untuk L=const. Induktansi - nilai numerik yang sama dengan ggl induksi diri yang terjadi di sirkuit ketika kekuatan arus di dalamnya berubah satu unit per unit waktu. Dalam SI, satuan induktansi adalah induktansi dari konduktor tersebut, di mana, ketika arus berubah sebesar 1A dalam 1s, timbul ggl induksi diri sebesar 1V. Satuan ini disebut Henry (Hn): 1Hn=1V*s/A.

Energi medan magnet, yang diciptakan oleh arus, menurut hukum kekekalan energi, sama dengan energi yang dikeluarkan oleh sumber untuk menciptakan arus. Saat rangkaian ditutup, arus pada rangkaian akibat induksi sendiri tidak akan mencapai nilai maksimum I 0, tetapi secara bertahap. Ketika sirkuit direndam, arus juga tidak langsung hilang, tetapi secara bertahap, sementara panas dilepaskan di konduktor. Karena sirkuit terbuka, panas ini tidak dapat dilepaskan karena kerja sumber, tetapi hanya dapat menjadi konsekuensi dari energi yang terakumulasi dalam solenoida, energi medan magnet. Energi medan magnet solenoida, ketika arus berhenti sepenuhnya, berubah menjadi panas Joule. Ekspresi untuk medan magnet solenoida adalah: W m =LI 2 /2.

Fenomena induksi diri. Induktansi

Arus listrik yang melewati konduktor menciptakan medan magnet di sekitarnya. Fluks magnet yang melalui rangkaian dari konduktor ini sebanding dengan modulus induksi medan magnet di dalam rangkaian, dan induksi medan magnet, pada gilirannya, sebanding dengan kekuatan arus dalam konduktor. Oleh karena itu, fluks magnet yang melalui rangkaian berbanding lurus dengan kekuatan arus dalam rangkaian:

Koefisien proporsionalitas antara kekuatan arus dalam rangkaian dan fluks magnet yang diciptakan oleh arus ini disebut induktansi. Induktansi tergantung pada ukuran dan bentuk konduktor, pada sifat magnetik media di mana konduktor berada.

Satuan induktansi dalam sistem Internasional diambil Henry. Induktansi rangkaian adalah 1 H jika, pada kekuatan arus 1 A, fluks magnet yang melalui rangkaian adalah 1 Wb:

Ketika kekuatan arus dalam kumparan berubah, fluks magnet yang diciptakan oleh arus ini berubah. Perubahan medan magnet yang menembus kumparan harus menyebabkan munculnya ggl induksi dalam kumparan. Fenomena terjadinya induksi EMF pada suatu rangkaian listrik akibat adanya perubahan kuat arus pada rangkaian ini disebut induksi diri.

Sesuai dengan aturan Lenz, EMF induksi diri mencegah peningkatan kekuatan arus saat rangkaian dihidupkan dan penurunan kekuatan arus saat rangkaian dimatikan.

Ggl induksi diri yang terjadi pada kumparan, menurut hukum induksi elektromagnetik, adalah sama dengan

, yaitu

EMF induksi diri berbanding lurus dengan induktansi kumparan dan laju perubahan kekuatan arus dalam kumparan.

Sebuah elemen dari rangkaian listrik memiliki induktansi 1 H jika, dengan perubahan seragam dalam kekuatan arus dalam rangkaian sebesar 1 A selama 1 s, EMF induksi diri 1 V terjadi di dalamnya.

Medan listrik yang terjadi ketika medan magnet berubah memiliki struktur yang sama sekali berbeda dari elektrostatik. Itu tidak terhubung langsung dengan muatan listrik, dan garis tegangannya tidak dapat dimulai dan diakhiri. Mereka umumnya tidak mulai atau berakhir di mana saja, tetapi garis tertutup, mirip dengan garis induksi medan magnet. Inilah yang disebut medan listrik pusaran. Mungkin timbul pertanyaan: mengapa sebenarnya medan ini disebut listrik? Bagaimanapun, ia memiliki asal yang berbeda dan konfigurasi yang berbeda dari medan listrik statis. Jawabannya sederhana: medan pusaran bekerja pada muatan q dengan cara yang sama seperti elektrostatik, dan kami mempertimbangkan dan masih menganggap ini sebagai properti utama lapangan. Gaya yang bekerja pada muatan tetap F= qE, di mana E- intensitas medan pusaran.

Jika fluks magnet dibuat oleh medan magnet seragam yang terkonsentrasi dalam tabung silinder sempit panjang dengan jari-jari r 0 (Gbr. 5.8), maka dari pertimbangan simetri jelas bahwa garis-garis kuat medan listrik terletak pada bidang yang tegak lurus terhadap garis B dan lingkaran. Sesuai dengan aturan Lenz, dengan meningkatnya magnet

garis tegangan induksi E membentuk ulir kiri dengan arah induksi magnet B.

Tidak seperti medan listrik statis atau stasioner, kerja medan pusaran pada jalur tertutup tidak sama dengan nol. Lagi pula, ketika sebuah muatan bergerak sepanjang garis kuat medan listrik tertutup, pekerjaan pada semua bagian jalur memiliki tanda yang sama, karena gaya dan perpindahan bertepatan dalam arah. Medan listrik pusaran, seperti medan magnet, tidak potensial.

Kerja medan listrik pusaran dalam memindahkan muatan positif tunggal sepanjang konduktor tetap tertutup secara numerik sama dengan EMF induksi dalam konduktor ini.

Jika arus bolak-balik mengalir melalui kumparan, maka fluks magnet yang menembus kumparan berubah. Oleh karena itu, EMF induksi terjadi pada konduktor yang sama di mana arus bolak-balik mengalir. Fenomena ini disebut induksi diri.

Dengan induksi sendiri, sirkuit penghantar memainkan peran ganda: arus mengalir melaluinya, menyebabkan induksi, dan EMF induksi muncul di dalamnya. Medan magnet yang berubah menginduksi EMF di konduktor yang melaluinya arus mengalir, menciptakan medan ini.

Pada saat kenaikan arus, intensitas medan listrik pusaran, sesuai dengan aturan Lenz, diarahkan melawan arus. Oleh karena itu, pada saat ini, medan pusaran mencegah arus naik. Sebaliknya, pada saat arus berkurang, medan pusaran mendukungnya.

Ini mengarah pada fakta bahwa ketika sirkuit yang berisi sumber EMF konstan ditutup, nilai kekuatan arus tertentu tidak segera ditetapkan, tetapi secara bertahap seiring waktu (Gbr. 5.13). Di sisi lain, ketika sumber dimatikan, arus di sirkuit tertutup tidak berhenti seketika. EMF yang dihasilkan dari induksi sendiri dapat melebihi EMF sumber, karena perubahan arus dan medan magnetnya terjadi sangat cepat ketika sumber dimatikan.

Fenomena induksi diri dapat diamati dalam eksperimen sederhana. Gambar 5.14 menunjukkan hubungan paralel dari dua lampu identik. Salah satunya terhubung ke sumber melalui resistor R, dan yang lainnya secara seri dengan kumparan L dengan inti besi. Ketika kunci ditutup, lampu pertama segera berkedip, dan yang kedua - dengan penundaan yang nyata. GGL induksi sendiri dalam rangkaian lampu ini besar, dan arus tidak segera mencapai nilai maksimumnya. Munculnya EMF dari induksi diri pada pembukaan dapat diamati dalam percobaan dengan sirkuit yang ditunjukkan secara skematis pada Gambar 5.15. Ketika kunci dibuka di koil L EMF induksi diri muncul, yang mempertahankan arus awal. Akibatnya, pada saat pembukaan, arus mengalir melalui galvanometer (panah putus-putus), diarahkan melawan arus awal sebelum pembukaan (panah padat). Apalagi kuat arus saat rangkaian dibuka melebihi kuat arus yang melewati galvanometer saat kunci ditutup. Ini berarti bahwa EMF dari induksi diri ξ. lebih banyak emf ini adalah baterai sel.

Fenomena induksi diri mirip dengan fenomena inersia dalam mekanika. Jadi, inersia mengarah pada fakta bahwa di bawah aksi gaya tubuh tidak langsung memperoleh kecepatan tertentu, tetapi secara bertahap. Tubuh tidak bisa langsung diperlambat, tidak peduli seberapa besar gaya pengereman. Dengan cara yang sama, karena induksi sendiri, ketika sirkuit ditutup, kekuatan arus tidak segera memperoleh nilai tertentu, tetapi meningkat secara bertahap. Mematikan sumbernya, kami tidak segera menghentikan arus. Induksi diri mempertahankannya untuk beberapa waktu, meskipun ada resistansi sirkuit.

Selanjutnya, untuk meningkatkan kecepatan tubuh, menurut hukum mekanika, pekerjaan harus dilakukan. Saat mengerem, bodinya sendiri melakukan kerja positif. Dengan cara yang sama, untuk menciptakan arus, Anda perlu melakukan kerja melawan medan listrik pusaran, dan ketika arus menghilang, medan ini sendiri melakukan kerja positif.

Ini bukan hanya analogi yang dangkal. Ini memiliki makna batin yang dalam. Bagaimanapun, arus adalah kumpulan partikel bermuatan yang bergerak. Dengan peningkatan kecepatan elektron, medan magnet yang diciptakan oleh mereka berubah dan menghasilkan medan listrik pusaran yang bekerja pada elektron itu sendiri, mencegah peningkatan instan dalam kecepatan mereka di bawah aksi gaya eksternal. Saat pengereman, sebaliknya, medan pusaran cenderung menjaga kecepatan elektron konstan (aturan Lenz). Jadi, kelembaman elektron, dan karenanya massanya, setidaknya sebagian berasal dari elektromagnetik. Massa tidak dapat sepenuhnya elektromagnetik, karena ada partikel netral yang memiliki massa (neutron, dll.)

Induktansi.

Modul B dari induksi magnetik yang diciptakan oleh arus dalam rangkaian tertutup sebanding dengan kekuatan arus. Karena fluks magnet F sebanding dengan B, maka F ~ B ~ I.

Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa

di mana L- koefisien proporsionalitas antara arus dalam sirkuit konduktif dan fluks magnet yang diciptakan olehnya, menembus sirkuit ini. nilai L disebut induktansi rangkaian atau koefisien induksi sendiri.

Menggunakan hukum induksi dan ekspresi elektromagnetik (5.7.1), kita memperoleh persamaan:

(5.7.2)

Dari rumus (5.7.2) berikut bahwa induktansi- ini adalah kuantitas fisik yang secara numerik sama dengan EMF induksi diri yang terjadi di sirkuit ketika kekuatan arus berubah sebesar 1 A per 1 detik

Induktansi, seperti kapasitansi listrik, bergantung pada faktor geometris: ukuran konduktor dan bentuknya, tetapi tidak bergantung langsung pada kekuatan arus dalam konduktor. Kecuali

geometri konduktor, induktansi tergantung pada sifat magnetik dari media di mana konduktor berada.

Satuan SI untuk induktansi disebut henry (H). Induktansi konduktor adalah 1 Gn, jika di dalamnya, ketika kekuatan saat ini berubah 1 A di belakang 1 detik EMF dari induksi diri terjadi 1V:

Kasus khusus lain dari induksi elektromagnetik adalah induksi timbal balik. Saling induksi disebut terjadinya arus induktif dalam rangkaian tertutup(gulungan) saat mengubah kekuatan arus di sirkuit yang berdekatan(gulungan). Sirkuit dipasang relatif satu sama lain, seperti, misalnya, gulungan transformator.

Secara kuantitatif, induksi timbal balik dicirikan oleh koefisien induksi timbal balik, atau induktansi timbal balik.

Gambar 5.16 menunjukkan dua sirkuit. Saat mengubah kekuatan arus I 1 di sirkuit 1 dalam kontur 2 ada arus induktif I 2 .

Fluks induksi magnet 1.2, yang diciptakan oleh arus pada rangkaian primer dan menembus permukaan yang dibatasi oleh rangkaian kedua, sebanding dengan kuat arus I 1:

Koefisien proporsionalitas L 1, 2 disebut induktansi bersama. Ini mirip dengan induktansi L.

GGL induksi di sirkuit kedua, menurut hukum induksi elektromagnetik, sama dengan:

Koefisien L 1.2 ditentukan oleh geometri kedua sirkuit, jarak di antara mereka, pengaturan timbal baliknya, dan sifat magnetik lingkungan. Induktansi timbal balik dinyatakan L 1,2, serta induktansi L, di henry.

Jika kekuatan arus berubah pada rangkaian kedua, maka EMF induksi terjadi pada rangkaian pertama

Ketika kekuatan arus berubah dalam konduktor, medan listrik pusaran muncul di konduktor. Medan ini memperlambat elektron saat arus meningkat dan mempercepatnya saat arus berkurang.

Energi medan magnet arus.

Ketika sirkuit yang berisi sumber EMF konstan ditutup, energi dari sumber arus pada awalnya dihabiskan untuk menciptakan arus, yaitu, mengatur elektron konduktor dalam gerakan dan membentuk medan magnet yang terkait dengan arus, dan juga sebagian pada peningkatan energi internal konduktor, yaitu, pada pemanasannya. Setelah nilai konstan dari kekuatan saat ini ditetapkan, energi sumber dihabiskan secara eksklusif untuk pelepasan panas. Energi saat ini tidak berubah.

Untuk membuat arus, perlu mengeluarkan energi, yaitu, perlu melakukan pekerjaan. Ini dijelaskan oleh fakta bahwa ketika sirkuit ditutup, ketika arus mulai meningkat, medan listrik pusaran muncul di konduktor, bertindak melawan medan listrik yang dibuat di konduktor karena sumber arus. Agar arus menjadi sama dengan I, sumber arus harus melakukan kerja melawan gaya medan pusaran. Usaha ini bertujuan untuk meningkatkan energi arus. Bidang pusaran melakukan pekerjaan negatif.

Ketika rangkaian dibuka, arus menghilang dan medan pusaran melakukan kerja positif. Energi yang disimpan oleh arus dilepaskan. Ini dideteksi oleh percikan kuat yang terjadi ketika rangkaian dengan induktansi besar dibuka.

Ekspresi energi arus I yang mengalir melalui rangkaian dengan induktansi L dapat ditulis berdasarkan analogi antara inersia dan induksi diri.

Jika induksi diri mirip dengan inersia, maka induktansi dalam proses menciptakan arus harus memainkan peran yang sama dengan massa ketika meningkatkan kecepatan benda dalam mekanika. Peran kecepatan tubuh dalam elektrodinamika dimainkan oleh kuat arus I sebagai besaran yang mencirikan pergerakan muatan listrik. Jika demikian, maka energi arus W m dapat dianggap sebagai besaran yang serupa dengan energi kinetik benda - dalam mekanika, dan tulis dalam formulir.