Явление взаимо- и самоиндукции. Токи Фуко

Взаимоиндукция — частный случай электромагнитной индукции. Если прерывателем Пр (а) замыкать и размыкать электрическую цепь первичной обмотки 1, то вокруг сердечника будет то возникать, то исчезать магнитное поле. Магнитные линии поля, пересекая витки вторичной обмотки 2, индуктируют в них э. д. с. взаимоиндукции.
Индуктируемая э. д. с. увеличивается при увеличении числа витков вторичной обмотки, более сильном магнитном поле первичной обмотки и более быстром исчезновении магнитного поля. На принципе взаимоиндукции работают катушки зажигания

Самоиндукция— наведение э. д. с. в электрической цепи при изменении протекающего в ней электрического тока. При замыкании и размыкании контактов прерывателя витки первичной обмотки пересекаются магнитными линиями и в них индуктируется э. д. с. самоиндукции. Э. д. с. самоиндукции действует против тока при замыкании контактов прерывателя (б), замедляя нарастание силы тока в обмотке. При размыкании контактов прерывателя э. д. с. самоиндукции действует в направлении движения тока (в) и создает искру между контактами. Из-за искрения окисляются и выгорают контакты и замедляется прерывание тока в первичной обмотке.

Токи Фуко́ (вихревые токи) — замкнутые электрические токи в массивном проводнике, возникающие при изменении пронизывающего его магнитного потока. Они являются индукционными токами, образующимися в проводящем теле либо вследствие изменения во времени магнитного поля, в котором оно находится, либо в результате движения тела в магнитном поле, приводящего к изменению магнитного потока через тело или любую его часть. Согласно правилу Ленца, магнитное поле токов Фуко направлено так, чтобы противодействовать изменению магнитного потока, индуцирующему эти токи^[15].

Энергия магнитного поля.

Проводник, c протекающим по нему электрическим ток, всегда окружен магнитным полем, причем магнитное поле исчезает и появляется вместе с исчезновением и появлением тока. Магнитное поле, подобно электрическому, является носителем энергии. Логично предположить, что энергия магнитного поля совпадает с работой, затрачиваемой током на создание этого поля.

Рассмотрим контур индуктивностью L, по которому протекает ток I. С этим контуром сцеплен магнитный поток Ф=LI, поскольку индуктивность контура неизменна, то при изменении тока на dI магнитный поток изменяется на dФ=LdI. Но для изменения магнитного потока на величину dФ следует совершить работу dА=IdФ=LIdI. Тогда работа по созданию магнитного потока Ф равна

Значит, энергия магнитного поля, которое связано с контуром,

(1)

15. Ток смещения. Ток смещения или абсорбционный ток — величина, прямо пропорциональная быстроте изменения электрической индукции. Это понятие используется в классической электродинамике. Введено Дж. К. Максвеллом при построении теории электромагнитного поля.Введение тока смещения позволило устранить противоречие^[1] в формуле Ампера для циркуляции магнитного поля, которая после добавления туда тока смещения стала непротиворечивой и составила последнее уравнение, позволившее корректно замкнуть систему уравнений (классической) электродинамики.Строго говоря, ток смещения не является^[2] электрическим током, но измеряется в тех же единицах, что и электрический ток.