Magnetsko polje. Lorentzova sila. Magnetska indukcija. Amperska snaga

Prema klasična teorija U elektromagnetizmu, nabijena čestica toliko remeti okolni prostor da svaka druga nabijena čestica postavljena u ovo područje doživljava učinak snaga . Kažu da na česticu utječe elektromagnetsko polje. Električni komponenta takvog polja povezana je sa samom činjenicom prisutnosti nabijene čestice (izvor polja) u području prostora koji se razmatra, magnetski¾ s njezinim pokretom.

Izvor makroskopskih magnetsko polje su vodiči sa strujom, magnetizirana tijela i pokretna električki nabijena tijela. Međutim, priroda magnetskog polja je ista; ono nastaje kao rezultat kretanja nabijenih mikročestica.

Izmjenično magnetsko polje također se pojavljuje kada se mijenja tijekom vremena električno polje , i obrnuto, kada se mijenja tijekom vremena magnetsko polje nastaje električno polje (vidi teoriju J. Maxwella).

Kvantitativne karakteristike djelovanje sile električnog polja na nabijena tijela je vektorska veličina ¾ jakost električnog polja . Magnetsko polje karakterizira vektor indukcije koji određuje silu koja djeluje u danoj točki polja na pokretni električno punjenje . Ta se sila naziva Lorentzova sila (X. Lorentz – nizozemski teorijski fizičar). Eksperimentalno je utvrđena sljedeća ovisnost za modul te sile (u SI):

F l = U|q|v sina, (8.1)

gdje | q| ¾ modul naboja koji se kreće u magnetskom polju sa ubrzati v pod kutom a u odnosu na smjer magnetskog polja.

Tako, magnetska indukcija brojčano jednaki sila F l koja djeluje na jedinični naboj koji se giba jediničnom brzinom u smjeru okomitom na polje.

Lorentzova sila okomita je na vektore (smjer polja) i smjer te sile poklapa se s određenim smjerom prema pravilu lijeve ruke. Prema ovom pravilu, ako lijeva ruka postavljen tako da se četiri ispružena prsta podudaraju u smjeru s vektorom brzine pozitivan naboj(Ako q <0, то пальцы левой руки направляют в противоположную сторону или пользуются правой рукой), а составляющая вектора магнитной индукции перпендикулярная скорости заряда, входит в ладонь перпендикулярно к ней, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы Лоренца, рис. 8.1.

Riža. 8.1

Općenito, izraz za vektor Lorentzove sile zapisan je kroz vektorski produkt vektora i:

Kada se nabijena čestica giba okomito na smjer magnetskog polja, Lorentzova sila igra ulogu centripetalne sile, dok putanja Gibanje čestice je kružno.

Ako vektori i imaju iste smjerove, tada u općem slučaju, kada je 0

U prisutnosti elektromagnetskog polja, Lorentzova formula ima oblik

(8.3)

Ako magnetsko polje stvara više izvora ( n), zatim njegovu magnetsku indukciju prema princip superpozicije izračunati kao

Ako se vodič s strujom stavi u magnetsko polje, tada će Lorentzova sila djelovati na svaki nositelj struje koji se brzinom kreće duž vodiča. Djelovanje te sile s pojedinih nosača prenosi se na cijeli vodič. Kao rezultat toga, za svaki ravni dio vodiča duljine D l(mali element duljine D l), kroz koje teče struja ja, u magnetskom polju tzv Amperska snaga (Amperov zakon, u čast slavnog francuskog znanstvenika koji je otkrio ovaj zakon, Andréa Amperea):

(8.5)

gdje je ¾ vektor čiji se smjer podudara sa smjerom struje u vodiču, a veličina ovog vektora jednaka je duljini odsječka D l.

Smjer te sile određen je pravilo lijeve ruke: ako je lijeva ruka postavljena tako da komponenta vektora magnetske indukcije okomita na vodič ulazi u dlan okomito na nju, a smjer srednjih prstiju podudara se sa smjerom struje, tada će palac savijen za 90° pokazati smjer Amperove sile koja djeluje na vodič Sl. 8.2.

Riža. 8.2

Dakle, veličina magnetske indukcije magnetskog polja određena je kao

gdje je a ¾ kut između smjera struje i vektora magnetske indukcije (magnetskog polja).

Uniformno konstantno magnetsko polje naziva se magnetsko polje čiji je vektor isti u svim točkama prostora i ne mijenja se s vremenom.

U skladu s Amperovim zakonom (8.6) magnetska indukcija ¾ to je veličina brojčano jednaka sili koja djeluje na ravni vodič jedinične duljine kroz koji teče struja jedinične sile i koji se nalazi okomito na smjer magnetskog polja. Jedinica za magnetsku indukciju zove se tesla (T): (u čast srpskog znanstvenika Nikole Tesle). Indukcija Zemljinog magnetskog polja u blizini njezine površine je približno 5 × 10 - 5 Tesla.

Posljedica postojanja Amperove sile je izgled okretni moment , djelujući na okvir s strujom smješten u jednolično magnetsko polje, što dovodi do njegove moguće rotacije.

U ovom slučaju Veličina vektora magnetske indukcije jednaka je omjeru maksimalnog momenta sile M m ax koja djeluje iz magnetskog polja na krug kojim teče struja i produkta jakost struje I u konturi na njeno područje S:

U ovom slučaju, veličina čiji modul Pm = ja × S, nazvao magnetski moment kruga.

Ampere je eksperimentalno otkrio da dva paralelna vodiča međusobno djeluju. Štoviše, ako su struje u vodičima usmjerene u jednom smjeru, tada interakcija ima prirodu privlačenja, ako je u suprotnom ¾ od odbijanja (slika 8.3).

Osnovni zakoni dinamike. Newtonovi zakoni – prvi, drugi, treći. Galilejevo načelo relativnosti. Zakon univerzalne gravitacije. Gravitacija. Elastične sile. Težina. Sile trenja - mirovanje, klizanje, kotrljanje + trenje u tekućinama i plinovima.

Kinematika. Osnovni koncepti. Ravnomjerno kretanje. Jednoliko ubrzano gibanje. Jednoliko kretanje u krugu. Referentni sustav. Putanja, pomak, putanja, jednadžba gibanja, brzina, akceleracija, odnos linearne i kutne brzine.

Jednostavni mehanizmi. Poluga (poluga prve vrste i poluga druge vrste). Blok (fiksni blok i pomični blok). Nagnuta ravnina. Hidraulička preša. Zlatno pravilo mehanike

Zakoni očuvanja u mehanici. Mehanički rad, snaga, energija, zakon održanja količine gibanja, zakon održanja energije, ravnoteža čvrstih tijela

Kružno kretanje. Jednadžba gibanja po kružnici. Kutna brzina. Normalno = centripetalno ubrzanje. Period, učestalost kruženja (rotacije). Odnos linearne i kutne brzine

Mehaničke vibracije. Slobodne i prisilne vibracije. Harmonijske vibracije. Elastične vibracije. Matematičko njihalo. Transformacije energije tijekom harmonijskih oscilacija

Mehanički valovi. Brzina i valna duljina. Jednadžba putujućeg vala. Valni fenomeni (difrakcija, interferencija...)

Mehanika fluida i aeromehanika. Tlak, hidrostatski tlak. Pascalov zakon. Osnovna jednadžba hidrostatike. Komunikacijske posude. Arhimedov zakon. Uvjeti plovidbe tel. Protok tekućine. Bernoullijev zakon. Torricelli formula

Molekularna fizika. Osnovne odredbe IKT-a. Osnovni pojmovi i formule. Svojstva idealnog plina. Osnovna MKT jednadžba. Temperatura. Jednadžba stanja idealnog plina. Mendeleev-Clayperonova jednadžba. Plinski zakoni - izoterma, izobara, izohora

Valna optika. Čestično-valna teorija svjetlosti. Valna svojstva svjetlosti. Disperzija svjetlosti. Interferencija svjetla. Huygens-Fresnel princip. Difrakcija svjetlosti. Polarizacija svjetlosti

Termodinamika. Unutarnja energija. Posao. Količina topline. Toplinske pojave. Prvi zakon termodinamike. Primjena prvog zakona termodinamike na različite procese. Jednadžba toplinske ravnoteže. Drugi zakon termodinamike. Toplinski strojevi

Elektrostatika. Osnovni koncepti. Električno punjenje. Zakon održanja električnog naboja. Coulombov zakon. Princip superpozicije. Teorija djelovanja kratkog dometa. Potencijal električnog polja. Kondenzator.

Stalna električna struja. Ohmov zakon za dio kruga. DC rad i napajanje. Joule-Lenzov zakon. Ohmov zakon za kompletan krug. Faradayev zakon elektrolize. Električni krugovi - serijski i paralelni spoj. Kirchhoffova pravila.

Elektromagnetske vibracije. Slobodne i prisilne elektromagnetske oscilacije. Oscilatorni krug. Izmjenična električna struja. Kondenzator u krugu izmjenične struje. Induktor ("solenoid") u krugu izmjenične struje.

Elektromagnetski valovi. Pojam elektromagnetskog vala. Svojstva elektromagnetskih valova. Valne pojave

Sada ste ovdje: Magnetsko polje. Vektor magnetske indukcije. Gimlet pravilo. Amperov zakon i Amperova sila. Lorentzova sila. Pravilo lijeve ruke. Elektromagnetska indukcija, magnetski tok, Lenzovo pravilo, zakon elektromagnetske indukcije, samoindukcija, energija magnetskog polja

Kvantna fizika. Planckova hipoteza. Fenomen fotoelektričnog efekta. Einsteinova jednadžba. fotoni. Bohrovi kvantni postulati.

Elementi teorije relativnosti. Postulati teorije relativnosti. Relativnost simultanosti, udaljenosti, vremenski intervali. Relativistički zakon zbrajanja brzina. Ovisnost mase o brzini. Osnovni zakon relativističke dinamike...

Pogreške izravnih i neizravnih mjerenja. Apsolutna, relativna greška. Sustavne i slučajne pogreške. Standardna devijacija (greška). Tablica za određivanje pogrešaka neizravnih mjerenja raznih funkcija.

Magnetsko polje:

Nehomogeno i homogeno magnetsko polje. Sila kojom polje trakastog magneta djeluje na magnetsku iglu postavljenu u to polje može biti različita u različitim točkama polja, kako po veličini tako i po smjeru. Takvo polje nazivamo nehomogenim. Linije nejednolikog magnetskog polja su zakrivljene, njihova gustoća varira od točke do točke. U određenom ograničenom području prostora može se stvoriti jednolično magnetsko polje, tj. polje u bilo kojoj točki čija je sila na magnetsku iglu jednaka po veličini i smjeru. Da biste prikazali magnetsko polje, upotrijebite sljedeću tehniku. Ako su linije jednolikog magnetskog polja okomite na ravninu crteža i položene od nas iza crteža, tada su prikazane križićima, a ako su iza crteža prema nama, onda točkama.

Magnetsko polje- polje sile koje djeluje na pokretne električne naboje i na tijela s magnetskim momentom, bez obzira na stanje njihova gibanja; magnetska komponenta elektromagnetskog polja.

Glavna karakteristika jakosti magnetskog polja je vektor magnetske indukcije

Magnetsko polje makrostruja opisuje se vektorom intenziteta H (B= 0 H).

Magnetska indukcija:

Magnetska indukcija-vektorska veličina, koja je karakteristika sile magnetskog polja (njegovo djelovanje na nabijene čestice) u određenoj točki prostora. Određuje silu kojom magnetsko polje djeluje na naboj koji se kreće brzinom.

Jedinice: Tl.

Veličina vektora magnetske indukcije B jednaka je omjeru veličine sile F kojom magnetsko polje djeluje na vodič sa strujom koji se nalazi okomito na magnetske vodove, prema jakosti struje u vodiču I i duljini dirigenta l.

Magnetska indukcija ne ovisi ni o jakosti struje ni o duljini vodiča, ona ovisi samo o magnetskom polju. To jest, ako, na primjer, smanjimo jakost struje u vodiču, a da ništa drugo ne promijenimo, tada se neće smanjiti indukcija, kojoj je jakost struje izravno proporcionalna, već sila utjecaja magnetskog polja. na dirigentu. Veličina indukcije ostat će konstantna. U tom smislu, indukcija se može smatrati kvantitativnom karakteristikom magnetskog polja.

Magnetska indukcija ima smjer. Grafički se može skicirati u obliku linija. Linije magnetskog polja su ono što smo u ranijim temama još nazivali magnetskim linijama ili linijama magnetskog polja. Budući da smo gore izveli definiciju magnetske indukcije, možemo dati i definiciju linije magnetske indukcije.

Linije magnetske indukcije su linije čije se tangente u svakoj točki polja podudaraju sa smjerom vektora magnetske indukcije.

U jednoličnom magnetskom polju, linije magnetske indukcije su paralelne, a vektor magnetske indukcije bit će usmjeren na isti način u svim točkama.

U slučaju nejednolikog magnetskog polja, vektor magnetske indukcije mijenjat će se u svakoj točki prostora oko vodiča, a tangente na taj vektor stvarat će koncentrične kružnice oko vodiča.

Smjer linija magnetske indukcije određen je gimlet pravilom.

Amperov zakon:

Amperov zakon pokazuje silu kojom magnetsko polje djeluje na vodič smješten u njemu. Ova sila se također naziva Amperova sila.

Izjava zakona: sila koja djeluje na vodič kroz koji teče struja postavljen u jednoliko magnetsko polje proporcionalna je duljini vodiča, vektoru magnetske indukcije, jakosti struje i sinusu kuta između vektora magnetske indukcije i vodiča.

Ako je veličina vodiča proizvoljna i polje je neuniformno, tada je formula sljedeća:

Smjer Amperove sile određen je pravilom lijeve ruke.

Pravilo lijeve ruke : ako lijevu ruku postavite tako da okomita komponenta vektora magnetske indukcije ulazi u dlan, a četiri prsta su ispružena u smjeru struje u vodiču, tada vratite 90° palac će pokazati smjer Amperove sile.

Sila koja djeluje na vodič kroz koji teče struja u magnetskom polju naziva se Amperova sila.

Sila jednolikog magnetskog polja na vodič kroz koji teče struja izravno je proporcionalna jakosti struje, duljini vodiča, veličini vektora indukcije magnetskog polja i sinusu kuta između vektora indukcije magnetskog polja i dirigent:

F=B. ja ℓ. sin α - Amperov zakon.

Sila koja djeluje na nabijenu česticu koja se kreće u magnetskom polju naziva se Lorentzova sila:

Ako vektor včestice su okomite vektorU , tada čestica opisuje putanju u obliku kružnice:

Ulogu centripetalne sile ima Lorentzova sila:

U ovom slučaju polumjer kruga: ,

Ako vektor brzine Ičestice nisu okomite U, tada čestica opisuje putanju u obliku zavojne linije (spirale).

44. Teorem o kruženju vektora magnetske indukcije. Primjena teorema o kruženju vektora magnetske indukcije za izračunavanje strujnog polja. Kruženje vektora magnetske indukcije kroz zatvorenu petlju = umnožak magnetske konstante i algebarskog zbroja struja obuhvaćenih petljom.

∫BdL=μ 0 I; I=ΣI i

Teorem kaže da magnetsko polje nije potencijalno, već je vrtložno.

Koristiti u bilježnici

45. Zakon elektromagnetske indukcije. Lenzovo pravilo

Faraday je eksperimentalno utvrdio da kada se magnetski tok promijeni u vodljivom krugu, nastaje inducirana emf ε ind, jednaka brzini promjene magnetskog toka kroz površinu ograničenu krugom, uzetom s predznakom minus:

Ova formula se zove Faradayev zakon .

Iskustvo pokazuje da je indukcijska struja koja se pobuđuje u zatvorenoj petlji pri promjeni magnetskog toka uvijek usmjerena tako da magnetsko polje koje ono stvara sprječava promjenu magnetskog toka koja uzrokuje indukcijsku struju. Ova izjava, formulirana 1833. godine, zove se Lenzovo pravilo .

Lenzovo pravilo odražava eksperimentalnu činjenicu da ε i uvijek imaju suprotne predznake (predznak minus u Faradayevoj formuli). Lenzovo pravilo ima duboko fizičko značenje – ono izražava zakon održanja energije.

ε i = -N, gdje je N broj zavoja

Način nastanka EMF:

1. Okvir miruje, ali se magnetski tok mijenja zbog gibanja zavojnice ili zbog promjene jakosti struje u njoj.

2. Okvir se giba u polju zavojnice koja miruje.

46. ​​​​Fenomen samoindukcije.

Pojava inducirane emf u vodljivom krugu pri promjeni jakosti struje u njemu naziva se pojava samoindukcije.

Magnetski tok izazvan vlastitom strujom kruga (spojen s krugom) proporcionalan je magnetskoj indukciji, koja je pak, prema Biot-Savart-Laplaceovom zakonu, proporcionalna struji.

Gdje je L koeficijent samoinduktivnosti ili induktivnost, "geometrijska" karakteristika vodiča, budući da ovisi o njegovom obliku i veličini, kao i o magnetskim svojstvima medija.

47. Maxwellove jednadžbe u integralnom obliku. Svojstva Maxwellovih jednadžbi.

Gaussov zakon Protok električne indukcije kroz zatvorenu površinu s proporcionalan je količini slobodnog naboja koji se nalazi u volumenu v koji okružuje površinu s.

Gaussov zakon za magnetsko polje Tok magnetske indukcije kroz zatvorenu površinu jednak je nuli (magnetski naboji ne postoje).

Faradayev zakon indukcije Promjena toka magnetske indukcije koja prolazi kroz otvorenu površinu, uzeta s suprotnim predznakom, proporcionalna je kruženju električnog polja u zatvorenoj petlji, koja je granica površine.

Teorem o cirkulaciji magnetskog polja

Ukupna električna struja slobodnih naboja i promjena toka električne indukcije kroz otvorenu površinu proporcionalni su kruženju magnetskog polja na zatvorenoj petlji, koja je granica površine.

Svojstva Maxwellovih jednadžbi.

A. Maxwellove jednadžbe su linearne. Sadrže samo prve izvodnice polja E i B u odnosu na vremenske i prostorne koordinate, kao i prve stupnjeve gustoće električnih naboja ρ i struja γ. Svojstvo linearnosti jednadžbi izravno je povezano s načelom superpozicije.

B. Maxwellove jednadžbe sadrže jednadžbu kontinuiteta, izražavajući zakon održanja električnog naboja:

U. Maxwellove jednadžbe su zadovoljene u svim inercijalnim referentnim okvirima. Oni su relativistički invarijantni, što potvrđuju i eksperimentalni podaci.

G. O simetrijiMaxwellove jednadžbe.

Jednadžbe nisu simetrične u odnosu na električno i magnetsko polje. To je zbog činjenice da u prirodi postoje električni naboji, ali ne i magnetski. U isto vrijeme, u neutralnom homogenom mediju, gdje je ρ = 0 i j=0, Maxwellove jednadžbe poprimaju simetričan oblik, tj. E se odnosi na (dB/dt) kao BsdE/dt.

D. O elektromagnetskim valovima.

Iz Maxwellovih jednadžbi proizlazi važan zaključak o postojanju temeljno novog fizikalnog fenomena: elektromagnetsko polje može postojati samostalno bez električnih naboja i struja. U ovom slučaju promjena njegovog stanja nužno ima valni karakter. Svaka promjena u vremenu magnetskog polja pobuđuje električno polje, a promjena u električnom polju, zauzvrat, pobuđuje magnetsko polje. Zbog stalne međusobne pretvorbe moraju se sačuvati. Polja ove vrste nazivaju se Elektromagnetski valovi. Također se pokazalo da struja pomaka (dD/dt) ima primarnu ulogu u ovoj pojavi.

MAGNETSKO POLJE

Magnetsko međudjelovanje pokretnih električnih naboja, prema pojmovima teorije polja, objašnjava se na sljedeći način: svaki pokretni električni naboj stvara u okolnom prostoru magnetsko polje koje može djelovati na druge pokretne električne naboje.

B je fizikalna veličina koja je karakteristika sile magnetskog polja. Naziva se magnetska indukcija (ili indukcija magnetskog polja).

Magnetska indukcija- vektorska količina. Veličina vektora magnetske indukcije jednaka je omjeru najveće vrijednosti Amperove sile koja djeluje na ravni vodič s strujom prema jakosti struje u vodiču i njegovoj duljini:

Jedinica magnetske indukcije. U Međunarodnom sustavu jedinica jedinica magnetske indukcije uzima se kao indukcija magnetskog polja u kojem na svaki metar duljine vodiča sa strujom od 1 A djeluje maksimalna Amperova sila od 1 N. Ta se jedinica naziva tesla (skraćeno: T), u čast istaknutog jugoslavenskog fizičara N. Tesle:

LORENTZOVA SILA

Gibanje vodiča sa strujom u magnetskom polju pokazuje da magnetsko polje djeluje na pokretne električne naboje. Na vodič djeluje Amperova sila F A = ​​​​IBlsin a, a Lorentzova sila djeluje na pokretni naboj:

Gdje a- kut između vektora B i v.

Gibanje nabijenih čestica u magnetskom polju. U jednoličnom magnetskom polju na nabijenu česticu koja se giba brzinom okomitom na linije indukcije magnetskog polja djeluje sila m, konstantna po veličini i usmjerena okomito na vektor brzine. Pod utjecajem magnetske sile čestica poprima ubrzanje čiji je modul jednak:

U jednoličnom magnetskom polju ova se čestica kreće kružno. Polumjer zakrivljenosti putanje po kojoj se čestica giba određuje se iz uvjeta iz kojeg slijedi,

Polumjer zakrivljenosti putanje je konstantna vrijednost, budući da sila okomita na vektor brzine mijenja samo smjer, ali ne i veličinu. A to znači da je ta putanja kružnica.

Period ophoda čestice u jednoličnom magnetskom polju jednak je:

Posljednji izraz pokazuje da period revolucije čestice u jednoličnom magnetskom polju ne ovisi o brzini i polumjeru njezine putanje.

Ako je jakost električnog polja nula, tada je Lorentzova sila l jednaka magnetskoj sili m:

ELEKTROMAGNETSKA INDUKCIJA

Fenomen elektromagnetske indukcije otkrio je Faraday, koji je ustanovio da električna struja nastaje u zatvorenom vodljivom krugu pri svakoj promjeni magnetskog polja koje prodire u krug.

MAGNETSKI TOK

Magnetski tok F(fluks magnetske indukcije) kroz površinu područja S- vrijednost jednaka umnošku veličine vektora magnetske indukcije i površine S i kosinus kuta A između vektora i normale na površinu:

F=BScos

U SI, jedinica magnetskog toka je 1 Weber (Wb) - magnetski tok kroz površinu od 1 m2 koja se nalazi okomito na smjer jednolikog magnetskog polja, čija je indukcija 1 T:

Elektromagnetska indukcija- pojava pojave električne struje u zatvorenom vodljivom krugu s bilo kojom promjenom magnetskog toka koji prodire u krug.

Nastajući u zatvorenoj petlji, inducirana struja ima takav smjer da njezino magnetsko polje djeluje suprotno promjeni magnetskog toka koja ga uzrokuje (Lenzovo pravilo).

ZAKON ELEKTROMAGNETSKE INDUKCIJE

Faradayevi pokusi pokazali su da je jakost inducirane struje I i u vodljivom krugu izravno proporcionalna brzini promjene broja linija magnetske indukcije koje prodiru kroz površinu omeđenu tim krugom.

Stoga je jakost indukcijske struje proporcionalna brzini promjene magnetskog toka kroz površinu omeđenu konturom:

Poznato je da ako se u krugu pojavi struja, to znači da vanjske sile djeluju na slobodne naboje vodiča. Rad ovih sila za pomicanje jediničnog naboja duž zatvorene petlje naziva se elektromotorna sila (EMS). Nađimo induciranu emf ε i.

Prema Ohmovom zakonu za zatvoreni krug

Kako R ne ovisi o , tada

Inducirana emf podudara se u smjeru s induciranom strujom, a ta je struja, u skladu s Lenzovim pravilom, usmjerena tako da magnetski tok koji stvara suprotstavlja promjeni vanjskog magnetskog toka.

Zakon elektromagnetske indukcije

Inducirana emf u zatvorenoj petlji jednaka je brzini promjene magnetskog toka koji prolazi kroz petlju uzetom sa suprotnim predznakom:

SAMOINDUKCIJA. INDUKTIVNOST

Iskustvo pokazuje da magnetski tok F povezan sa strujnim krugom izravno je proporcionalan struji u tom krugu:

F = L*I .

Induktivitet petlje L- koeficijent proporcionalnosti između struje koja prolazi kroz krug i magnetskog toka koji stvara.

Induktivitet vodiča ovisi o njegovom obliku, veličini i svojstvima okoline.

Samoindukcija- pojava pojave inducirane emf u krugu pri promjeni magnetskog toka uzrokovanoj promjenom struje koja prolazi kroz sam krug.

Samoindukcija je poseban slučaj elektromagnetske indukcije.

Induktivitet je veličina brojčano jednaka samoinduktivnoj emf koja se javlja u krugu kada se struja u njemu promijeni za jedan po jedinici vremena. U SI, jedinica induktiviteta se uzima kao induktivitet vodiča u kojem se, kada se jakost struje promijeni za 1 A u 1 s, javlja samoinduktivna emf od 1 V. Ova jedinica se naziva henry (H):

ENERGIJA MAGNETSKOG POLJA

Fenomen samoindukcije sličan je fenomenu inercije. Induktivitet ima istu ulogu pri promjeni struje kao masa pri promjeni brzine tijela. Analog brzine je struja.

To znači da se energija magnetskog polja struje može smatrati vrijednošću sličnom kinetičkoj energiji tijela:

Pretpostavimo da nakon odvajanja zavojnice od izvora struja u krugu opada s vremenom prema linearnom zakonu.

EMF samoindukcije u ovom slučaju ima konstantnu vrijednost:

gdje je I početna vrijednost struje, t je vremenski period tijekom kojeg jakost struje opada od I do 0.

Tijekom vremena t strujnim krugom prolazi električni naboj q = I cp t. Jer I cp = (I + 0)/2 = I/2, tada je q=It/2. Dakle, rad električne struje je:

Taj se rad obavlja zahvaljujući energiji magnetskog polja zavojnice. Tako opet dobivamo:

Primjer. Odredite energiju magnetskog polja zavojnice u kojoj je pri struji od 7,5 A magnetski tok 2,3 * 10 -3 Wb. Kako će se promijeniti energija polja ako se jakost struje prepolovi?

Energija magnetskog polja zavojnice je W 1 = LI 1 2 /2. Prema definiciji, induktivitet zavojnice je L = F/I 1. Stoga,