Включение катушки и отключение, к источнику с постоянной Э. Д. С.

В момент замыкания цепи в катушке возникает э. д. с. самоиндукции, направление которой будет противоположно направлению э. д. с. источника, поэтому э. д. с. самоиндукции будет препятствовать нарастанию тока в цепи. Ток в цепи катушки после ее включения устанавливается не сразу. Вначале э. д. с. самоиндукции имеет наибольшее значение и ток в цепи мал. Со временем э. д. с. самоиндукции ослабевает, и ток в цепи становится больше. И только когда уста­новится постоянный магнитный поток ка­тушки, э. д. с. самоиндукции исчезает, ток в цепи будет иметь максимальное постоянное значение. При включении катушки к источнику с постоянной э. д. с. часть энергии, поступающей от источника, расходуется на нагрев обмотки катушки, а другая часть энергии источника идет на образование магнитного поля катушки. Чем же объяснить, что в катушке, отключенной от источника э. д. с, некото­рое время будет проходить ток Это объясняется тем, что при исчезновении тока в цепи магнитное поле катушки будет исчезать. В катушке возникнет э. д. с. самоиндук­ции.

31. 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:

Энергию магнитного поля можно рассматривать как функцию величин, которые характеризуют это поле в окружающем пространстве. Для этого рассмотрим частный случай — однородное магнитное поле внутри длинного соленоида:
Так как I=B l /(μ₀μN) и В=μ₀μH, то: ,где S l = V — объем соленоида.

Если всякое переменное магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле, то должно существовать и обратное явление: всякое изменение электрического поля должно вызывать появление в окружающем пространстве вихревого магнитного поля. Для установления количественных соотношений между изменяющимся электрическим полем и вызываемым им магнитным полем Максвелл ввел в рассмотрение так называемый ток смещения.