18. Явление взаимной индукции и самоиндукции. Индуктивность.

Взаимная индукция - частный случай электромагнитной индукции, при котором переменный ток в одном контуре индуцирует (наводит) ток в другом контуре, неподвижном относительно первого.

Самоиндукция является важным частным случаем электромагнитной индукции, когда изменяющийся магнитный поток, вызывающий ЭДС индукции, создается током в самом контуре. Если ток в рассматриваемом контуре по каким-то причинам изменяется, то изменяется и магнитное поле этого тока, а, следовательно, и собственный магнитный поток, пронизывающий контур. В контуре возникает ЭДС самоиндукции, которая согласно правилу Ленца препятствует изменению тока в контуре.

Собственный магнитный поток Φ, пронизывающий контур или катушку с током, пропорционален силе тока I:

Φ = LI.

Коэффициент пропорциональности L в этой формуле называется коэффициентом самоиндукции или индуктивностью катушки. Единица индуктивности в СИ называется генри (Гн). Индуктивность контура или катушки равна 1 Гн, если при силе постоянного тока 1 А собственный поток равен 1 Вб:

1 Гн = 1 Вб / 1 А.

19. Электромагнитное поле. Уравнения Максвелла. Система уравнений электромагнитного поля.

В основе современной классической электродинамики лежит система уравнений Максвелла. Дифференциальная форма системы уравнений Максвелла в системе единиц СИ имеет вид:

Приведенным уравнениям соответствуют интегральные формы записи:

где - величина свободного заряда в объеме, охватываемом замкнутой поверхностью , а величина "сила тока" определена соотношением

Наиболее последовательное представление о природе электромагнитного поля состоит в том, что система уравнений Максвелла принимается как постулат, как теоретическое обобщение всех известных экспериментальных законов электромагнетизма, как то целое, из которого как частные случаи следуют отдельные физические закономерности.

Особенно наглядно проявляется новизна представлений Максвелла о природе электромагнетизма в записи первого уравнения. В переменном векторном поле частная производная по времени от вектора не равна нулю. Это означает, что переменное векторное поле , в отличие от электростатики, становится вихревым, оно перестает быть потенциальным!

При выяснении физического смысла второго уравнения оказывается, что в отсутствие объемной плотности тока проводимости магнитное поле может быть порождено переменным электрическим полем, это магнитное поле оказывается вихревым.

Рассматривая первое и второе уравнения совместно, замечаем, что переменное поле порождает вихревое поле , а переменное поле порождает вихревое поле . Гениальность открытия Максвелла состоит в выявлении этой "симметрии" взаимодействия электрического и магнитного полей как единого электромагнитного поля.