Вихрове електричне поле

Індукційний струм виникає й у тому випадку, коли контур нерухомий, а зміна магнітного потоку обумовлена зміною індукції магнітного поля. Це свідчить про те, що зміна магнітного поля спричиняє появу в контурі сторонніх сил, що діють на носії заряду. Ці сторонні сили пов'язані з хімічними чи тепловими процесами у проводі. Отже, індукційний струм обумовлений електричним полем Еi, що виникає у дроті.

Робота сторонніх сил з пересування одиничного заряду в контурі - це електрорушійна сила, що діє в контурі. Електрорушійна сила дорівнює циркуляції вектора Еi за цим контуром

Максвелл припустив, що магнітне поле, що змінюється, викликає появу електричного поля індукції Еi незалежно від присутності в просторі дротяного контуру. Контур є як би приладом, що дозволяє виявити це поле виникнення індукційного струму.

Електричне поле індукції не відрізняється своїм впливом на електричні заряди від електростатичного поля. Але за своєю структурою ці поля різко відрізняються одне від одного. Електростатичне поле має «джерела поля» – електричні заряди. Силові лінії його замкнені: вони починаються і закінчуються на зарядах. Робота з переміщення заряду в цьому полі по замкнутому контуру дорівнює 0. Отже, і циркуляція вектора напруженості електростатичного поля замкнутого контуру дорівнює 0:

. Це — потенційне поле.

На відміну від електростатичного поля індукції Еi немає джерел. Лінії напруженості цього поля замкнуті, тобто, воно, як і магнітне, являє собою вихрове поле. Робота з переміщення заряду вздовж замкнутого контуру, що збігається з силовою лінією поля, завжди відрізняється від 0.

Існуваннявзаємозв'язку між електричним та магнітним полями є причиною того, що роздільний розгляд цих полів має лише відносний зміст. Поле, яке щодо однієї системи буде чисто електричним або чисто магнітним, щодо інших систем відліку буде сукупність електричного та магнітного полів, що утворюють єдине електромагнітне поле.

Самоіндукція

Явище електромагнітної індукції спостерігається завжди, коли змінюється магнітний потік, що пронизує контур. Цей потік може створюватися струмом, що тече в самому контурі. Тому при будь-якій зміні струму в контурі в ньому виникатиме ЕРС індукції, яка викличе додатковий струм контуру.Явлення виникнення ЕРС індукції в контурі при зміні струму в цьому контурі називається самоіндукцією.

З'ясуємо, від чого залежить ЕРС самоіндукції. Магнітний потік через контур залежить від індукції магнітного поля, яка, у свою чергу, залежить від сили струму в контурі:  В  i. Ф = Li , i – сила струму в контурі, L – коефіцієнт пропорційності, називається індуктивністю контуру, залежить від розмірів і форми контуру та від магнітних властивостей навколишнього контуру середовища. При i = 1, L = Ф -індуктивність контуру чисельно дорівнює магнітному потоку через контур, утвореному одиничним струмом.

Розмірність індуктивності.

ЕРС самоіндукції дорівнює швидкості зміни магнітного потоку. Знак "мінус" говорить про те, що ЕРС самоіндукції перешкоджає будь-якій зміні струму в контурі. Особливо це необхідно враховувати під час розмикання ланцюга.

При розмиканні ланцюга струм зменшується дуже швидко,

, при цьому ЕРС самоіндукції може досягати дуже великих значень, набагато більших, ніж напруги в контурі до вимкнення. Це може призвести до пробоюізоляції та псування електроприладів. У момент розмикання утворюється іскра або може виникнути електрична дуга. Тому контур, що містить індуктивність, не можна різко розмикати. Струми, зумовлені самоіндукцією контуру при розмиканні, називаються екстратоками розмикання.