1. Какое физическое явление называют самоиндукцией? Чему равна ЭДС самоиндукции?
Самоиндукция — это явление возникновения электродвижущей силы (ЭДС) в проводнике при изменении силы тока, протекающего через него. Это происходит из-за изменения магнитного потока, создаваемого самим током. ЭДС самоиндукции рассчитывается по формуле: E = -L * (dI/dt), где E — ЭДС самоиндукции, L — индуктивность проводника, dI/dt — скорость изменения силы тока.
2. Как зависит индуктивность катушки от числа витков? Почему?
Индуктивность катушки прямо пропорциональна квадрату числа витков: L : N², где N — число витков. Это связано с тем, что при увеличении числа витков усиливается магнитное поле внутри катушки и, соответственно, возрастает магнитный поток, сцепленный с витками.
3. Почему при замыкании цепи сила тока в ней не нарастает мгновенно?
Сила тока в цепи не возрастает мгновенно из-за явления самоиндукции. При замыкании цепи изменяется ток, что вызывает появление ЭДС самоиндукции, направленной против изменения тока. Эта ЭДС ограничивает скорость нарастания тока.
4. Почему возникает ток размыкания? В каком направлении он протекает?
Ток размыкания возникает из-за стремления магнитного поля катушки поддерживать себя при изменении силы тока. При размыкании цепи магнитное поле стремится уменьшаться, создавая ЭДС самоиндукции, направленную так, чтобы поддерживать прежний ток. Поэтому ток размыкания протекает в том же направлении, что и ток до размыкания цепи.
5. Найдите в Интернете описание опыта Генри и ответьте на вопрос: как учёному удалось различить возбуждающий и индукционный токи, протекающие по одному проводу?
Джозеф Генри, проводя свои эксперименты, обнаружил явление самоиндукции, при котором в катушке возникает электродвижущая сила (ЭДС), противодействующая изменению тока в ней. Это явление приводит к задержке установления тока при замыкании цепи и появлению искры при её размыкании.
В опытах Генри использовались катушки с разным числом витков и длиной провода. Он заметил, что при размыкании цепи с катушкой, особенно с железным сердечником, возникает более интенсивная искра по сравнению с цепью без катушки. Это связано с тем, что катушка обладает индуктивностью, и при изменении тока в ней возникает ЭДС самоиндукции, противодействующая изменению тока.