Самоиндукция. Пусть цепь состоит из замкнутого плоского контура, подключенного к батарее. В момент включения ток в цепи отсутствует, затем он изменяется по какому-то закону, пока не достигнет величины I 0 , определяющейся напряжением на полюсах и сопротивлением контура. В процессе изменения тока от нуля до I 0 сам этот ток создает магнитное поле в окружающем пространстве, так что магнитный поток через контур изменяется. Согласно закону электромагнитной индукции, в цепи возникает ЭДС индукции, которая, в свою очередь, порождает индукционный ток, направленный так, чтобы создаваемое им магнитное поле компенсировало изменение магнитного потока через контур. Таким образом, здесь имеет место обратное действие тока на самого себя.
Так как поток F пропорционален магнитной индукции В , а эта индукция по закону Био-Савара пропорциональна току I (см. Магнитные свойства веществ), то, следовательно, F~I :
(17.1)
Коэффициент пропорциональности L между магнитным потоком в контуре и возникающим в контуре током называется коэффициентом самоиндукции , или просто индуктивностью контура. Закон электромагнитной индукции записывается в виде:
(17.2)
Размерность индуктивности: [L] = В·с/А = Гн (генри) .
Энергия магнитного поля тока. Возникающая в цепи ЭДС самоиндукции порождает ток, который, как и всякий другой ток, вызывает нагревание проводника. Таким образом, при включении или выключении тока происходит трансформация электрической энергии в тепловую. Мощность тепловых потерь при прохождении индукционного тока в цепи равна
(17.3)
а совершаемая работа
(17.4)
При выключении тока в LR-цепи источником этой работы является энергия индукционного тока, запасенная в индуктивности. Интегрируя выражение для работы и приравнивая результат энергии W м индукционного тока, находим
(17.5)
Так как индукционный ток порождается вихревым электрическим полем, которое, в свою очередь, порождается изменением магнитного поля, то полученную формулу следует понимать как формулу для энергии магнитного поля , создаваемого этим током.