Взаимная индукция.

  Переходим к рассмотрению явления взаимной индукции. Оно состоит в том, что при изменения силы электрического тока в каком-нибудь контуре меняющееся магнитное поле этого тока индуцирует ЭДС в соседних контурах. Возьмем два контура 1 и 2 (рис.).

  Предположим, что сила тока в первом контуре равна I₁. Поток магнитной индукции Ф, создаваемый этим током, пропорционален I₁. Обозначим через Ф₂₁ ту часть потока Ф, которая пронизывает контур 2, тогда мы можем положить:

  На рисунке поток Ф₂₁ изображается теми линиями магнитной индукции, которые пронизывают оба контура (1 и 2).
  При изменении силы тока I₁ в первом контуре будет меняться поток Ф₂₁, и во втором контуре возникает ЭДС индукции величина которой определяется соотношением

  Если размеры и положения контуров остаются неизменными, то коэффициент L₂₁ в формуле (1) постоянен и

откуда

  Коэффициент L₂₁ называется коэффициентом взаимной индукции контура 2 и контура 1.
  Очевидно, все сказанное можно повторить для того случая, когда меняется ток в контуре 2, а индуцируется ток в контуре 1. Тогда, обозначая силу тока во втором контуре через I₂ возникающую ЭДС в первом контуре через E₁ получим:

  Коэффициент L₁₂ называется коэффициентом взаимной индукции контура 1 и контура 2.
  Как будет показано ниже,

  Таким образом, можно просто говорить о коэффициенте взаимной индукции двух контуров.
  Пользуясь соотношением (1), мы можем формулировать:
коэффициент взаимной индукции двух контуров L₁₂ численно равен потоку магнитной индукции, создаваемому единичным током в одном из контуров и пронизывающему второй контур.
  Из соотношения (2) получим второе (динамическое) определение:
коэффициент взаимной индукции L₁₂ двух контуров численно равен ЭДС индукции, возникающей в одном из контуров при изменении силы тока в другом контуре на единицу силы тока за единицу времени.
  Величина коэффициента взаимной индукции определяется только геометрической формой и размерами контуров и их относительным расположением.
  Лишь при наличии ферромагнитных тел коэффициент взаимной индукции зависит от сил токов (благодаря зависимости μ от напряженности магнитного поля H).
  Единицы коэффициента взаимной индукции носят те же названия, что и коэффициента самоиндукции. Абсолютной электромагнитной единицей коэффициента взаимной индукции служит взаимная индукция двух контуров, обладающих тем свойством, что если в одном из контуров идет ток в одну электромагнитную единицу силы тока, то он создает поток, пронизывающий второй контур, равный одному максвеллу. Практической единицей коэффициента взаимной индукции служит генри, равный 10⁹ абсолютных электромагнитных единиц коэффициента взаимной индукции. Из динамического определения коэффициента взаимной индукции следует, что генри равен коэффициенту взаимной индукции таких контуров, в одном из которых возникает ЭДС в 1 В, если в другом ток меняется на 1 А в 1 c.

Энергия магнитного поля

Магнитное поле обладает энергией. Подобно тому, как в заряженном конденсаторе имеется запас электрической энергии, в катушке, по виткам которой протекает ток, имеется запас магнитной энергии.

Если включить электрическую лампу параллельно катушке с большой индуктивностью в электрическую цепь постоянного тока, то при размыкании ключа наблюдается кратковременная вспышка лампы. Ток в цепи возникает под действием ЭДС самоиндукции. Источником энергии, выделяющейся при этом в электрической цепи, является магнитное поле катушки.

Энергия Wм магнитного поля катушки с индуктивностью L, создаваемого током I, равна

Wм = LI2/ 2

Формула очень похожа на формулу для кинетической энергии, роль массы m выполняет индуктивность L, а скорости v соответствует сила тока I.

Общие сведения о колебаниях. Классификация колебаний. Характеристики колебаний. Гармонические колебания. Скорость и ускорение при гармонических колебаниях. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний.