Явление самоиндукции - это частный случай являния электромагнитной индукции в цепи, по которой уже идет ток. В этом случае индукционный ток (ток самоиндукции) порождается изменением основного тока в цепи. При изменении силы тока изменяется магнитный поток, порождаемый этим током, который пропорционален току в цепи:

Φ = LI

Коэффициент пропорциональности L называется индуктивностью контура (коэффициентом самоиндукции).

Индуктивность - одна из основных характеристик цепи переменного тока. Индуктивность зависит от:

• формы и размеров соленоида
• магнитных свойств окружающей среды

S - площадь поперечного сечения соленоида, l - длина катушки, N - количество витков, μ - относительная магнитная проницаемость среды.

В СИ единицей индуктивности является генри (Гн):

Возникающая ЭДС называется ЭДС самоиндукции:

Направление тока самоиндукции определяется по правилу Ленца: ток самоиндукции всегда направлен так, что он противодействует изменению основного тока. Если основной ток возрастает, то ток самоиндукции направлен против направления основного тока, если уменьшается, то направления основного тока и тока самоиндукции совпадают.

При замыкании ключа ток в цепи нарастает, поэтому индукционный ток имеет противоположное направление.

При размыкании ключа ток убывает, следовательно, индукционный ток имеет то же направление, то есть поддерживает внешний ток. Значения токов складываются и может наблюдаться повышение суммарного тока по сравнению с номинальным.

Изменение тока при размыкании цепи. Считаем, что L = const . В цепи будет течь постоянный ток:

Сопротивление источника тока считаем пренебрежимо малым. В момент времени t = 0 отключим источник тока. Как только сила тока в цепи начнет убывать, возникает ЭДС самоиндукции, противодействующая этому уменьшению:

Решением этого уравнения является

Итак, после отключения источника ЭДС сила тока в цепи не обращается мгновенно в нуль, а убывает по экспоненциальному закону. Скорость убывания определяется величиной:

τ– время, в течении которого сила тока уменьшается в e раз.

Аналогия между самоиндукцией и инерцией

Явление самоиндукции подобно явлению инерции в механике. Так, инерция приводит к тому, что под действием силы тело не мгновенно приобретает определенную скорость, а постепенно. Тело нельзя мгновенно затормозить, как бы велика ни была тормозящая сила. Точно так же за счет самоиндукции при замыкании цепи сила тока не сразу приобретает определенное значение, а нарастает постепенно. Выключая источник, мы не прекращаем ток сразу. Самоиндукция поддерживает его некоторое время, несмотря на сопротивление цепи.

Энергия магнитного поля

Если в контуре с индуктивностью L течет ток силой I, то в нем при размыкании цепи возникает индукционный ток и им совершается работа.

Уменьшение энергии магнитного поля равно работе тока. 

Энергия магнитного поля зависит от индуктивности контура и силы тока, протекающего по нему.

Взаимная индукция

Возьмем два контура, расположенные недалеко друг от друга, как это показано на рисунке.

      В первом контуре течет ток I₁. Он создает магнитный поток, который пронизывает и витки второго контура.

Ф₂ = L₂₁I₁

    При изменении тока I₁  во втором контуре наводится ЭДС индукции:

      Аналогично, ток I₂  второго контура создает магнитный поток, пронизывающий первый контур:

Ф₁ = L₂₁I₂

      И при изменении тока I₂  наводится ЭДС:

      Контуры называются связанными, а явление – взаимной индукцией. Коэффициенты L₂₁  и L₁₂  называются взаимной индуктивностью, или коэффициентами взаимной индукции. Причём L₂₁ =  L₂₁ = L.

Соединение катушек индуктивности

Последовательное соединение	Параллельное соединение