При замыкании ключа (рис. 4) из-за возникновения ЭДС самоиндукции ток в лампочке с катушкой нарастает медленнее, поэтому эта лампочка загорается медленнее.
Рис. 4. Замыкание ключа
При размыкании ключа (рис. 5) возникающая ЭДС самоиндукции мешает убыванию тока. Поэтому ток еще некоторое время продолжает течь. Для существования тока нужен замкнутый контур. Такой контур в цепи есть, он содержит обе лампочки. Поэтому при размыкании цепи лампочки должны некоторое время светиться одинаково, и наблюдаемое запаздывание может быть вызвано другими причинами.
Рис. 5. Размыкание ключа
Рассмотрим процессы, происходящие в данной цепи при замыкании и размыкании ключа.
1. Замыкание ключа.
В цепи находится токопроводящий виток. Пусть ток в этом витке течет против часовой стрелки. Тогда магнитное поле будет направлено вверх (рис. 6).
Рис. 6. Направление тока и магнитного поля в витке
Таким образом, виток оказывается в пространстве собственного магнитного поля. При возрастании тока виток окажется в пространстве изменяющегося магнитного поля собственного тока. Если ток возрастает, то созданный этим током магнитный поток также возрастает. Как известно, при возрастании магнитного потока, пронизывающего плоскость контура, в этом контуре возникает электродвижущая сила индукции и, как следствие, индукционный ток. По правилу Ленца, этот ток будет направлен таким образом, чтобы своим магнитным полем препятствовать изменению магнитного потока, пронизывающего плоскость контура.
То есть для рассматриваемого на рис. 6 витка индукционный ток должен быть направлен по часовой стрелке (рис. 7), тем самым препятствуя нарастанию собственного тока витка. Следовательно, при замыкании ключа ток в цепи возрастает не мгновенно благодаря тому, что в этой цепи возникает тормозящий индукционный ток, направленный в противоположную сторону.
Рис. 7. Направление индукционного тока
2. Размыкание ключа
При размыкании ключа ток в цепи уменьшается, что приводит к уменьшению магнитного потока сквозь плоскость витка. Уменьшение магнитного потока приводит к появлению ЭДС индукции и индукционного тока. В этом случае индукционный ток направлен в ту же сторону, что и собственный ток витка. Это приводит к замедлению убывания собственного тока.
Вывод: при изменении тока в проводнике возникает электромагнитная индукция в этом же проводнике, что порождает индукционный ток, направленный таким образом, чтобы препятствовать любому изменению собственного тока в проводнике (рис. 8). В этом заключается суть явления самоиндукции. Самоиндукция – это частный случай электромагнитной индукции.
Рис. 8. Момент включения и выключения цепи
Формулы для нахождения потока магнитной индукции и ЭДС самоиндукции
Формула для нахождения магнитной индукции прямого проводника с током:
где 
– магнитная индукция; 
– магнитная постоянная; 
– сила тока; 
– расстояние от проводника до точки.
Поток магнитной индукции через площадку равен:
где 
– площадь поверхности, которая пронизывается магнитным потоком.
Таким образом, поток магнитной индукции пропорционален величине тока в проводнике.
Для катушки, в которой 
– число витков, а 
– длина, индукция магнитного поля определяется следующим соотношением:
Магнитный поток, созданный катушкой с числом витков N, равен:
Подставив в данное выражение формулу индукции магнитного поля, получаем:
Отношение числа витков к длине катушки обозначим числом 
:
Получаем окончательное выражение для магнитного потока:
Из полученного соотношения видно, что значение потока зависит от величины тока и от геометрии катушки (радиус, длина, число витков). Величина, равная 
, называется индуктивностью:
Единицей измерения индуктивности является генри:
Следовательно, поток магнитной индукции, вызванный током в катушке, равен:
С учетом формулы для ЭДС индукции 
, получаем, что ЭДС самоиндукции равна произведению скорости изменения тока на индуктивность, взятому со знаком «–»:
Основные выводы
Самоиндукция – это явление возникновения электромагнитной индукции в проводнике при изменении силы тока, протекающего сквозь этот проводник.
Электродвижущая сила самоиндукции прямо пропорциональна скорости изменения тока, протекающего сквозь проводник, взятой со знаком минус. Коэффициент пропорциональности называется индуктивностью, которая зависит от геометрических параметров проводника.
Проводник имеет индуктивность, равную 1 Гн, если при скорости изменения тока в проводнике, равной 1 А в секунду, в этом проводнике возникает электродвижущая сила самоиндукции, равная 1 В.
С явлением самоиндукции человек сталкивается ежедневно. Каждый раз, включая или выключая свет, мы тем самым замыкаем или размыкаем цепь, при этом возбуждая индукционные токи. Иногда эти токи могут достигать таких больших величин, что внутри выключателя проскакивает искра, которую мы можем увидеть.
Решение задач
На рисунке приведен график зависимости силы тока от времени в электрической цепи, индуктивность которой 1 мГн.
Определите модуль среднего значения ЭДС самоиндукции в интервале времени от 10 до 15 с.
1) 2 мкВ
2) 3 мкВ
3) 5 мкВ
4) 0
Решение.
Величина ЭДС самоиндукции пропорциональна скорости изменения силы тока в цепи и индуктивности:
Поскольку в интервале времени от 10 до 15 с ток в цепи не менялся, получаем, что модуль среднего значения ЭДС самоиндукции в этом интервале времени равен нулю.
Ответ: 4.
На рисунке представлен график зависимости силы тока 
в катушке индуктивностью 10 мГн от времени
Установите соответствие между участками графика и значениями модуля ЭДС самоиндукции.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
| УЧАСТОК ГРАФИКА | МОДУЛЬ ЭДС САМОИНДУКЦИИ | |
| А) АБ Б) БВ | 1) 0 В 2) 0,0075 В 3) 0,05 мВ 4) 0,0025 В 5) 0,2 мВ |
| A | Б |
Решение.
Согласно закону электромагнитной индукции, ЭДС самоиндукции равна 
На участке БВ сила тока не изменяется, а потому ЭДС самоиндукции равно нулю (Б −1). На участке АБ для модуля ЭДС имеем: 10*10-3*(80-60)*10-3/(8-4)=0.05*103 мВ (А − 3).
К кольцу, сделанному из тонкой металлической проволоки, подносят постоянный магнит таким образом, что поток вектора магнитной индукции через плоскость кольца линейно возрастает с течением времени
Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
| ГРАФИКИ | ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | |
А)
 Б)
| 1) Сила протекающего в кольце электрического тока
2) Возникающая в кольце ЭДС самоиндукции
3) Среднее ускорение электронов проводимости в материале кольца
4) Работа протекающего в кольце электрического тока
|
| A | Б |
Решение.
Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, при изменении магнитного потока через замкнутый контур в нём возникают индукционные токи, при этом ЭДС индукции определяется соотношением: 
Поскольку, согласно условию, магнит двигают так, что магнитный поток через кольцо возрастает равномерно, заключаем, что ЭДС индукции будет постоянной.
Согласно закону Ома, сила тока связана с ЭДС и сопротивлением формулой: I=ei/R Так как ЭДС постоянна, можно сделать вывод, что в кольце будет течь постоянный ток, а значит, график Б может отображать зависимость силы тока в цепи от времени (Б — 1).
Так как сила тока постоянна средняя скорость электронов проводимости в материале кольца также постоянна, а значит, их среднее ускорение равно нулю. Индуктивностью кольца можно пренебречь, поэтому явление самоиндукции для него не возникает.
Работа протекающего в кольце тока связана с ЭДС и силой тока соотношением:A=eiIR а значит, эта величина линейно возрастает со временем. Таким образом, график А соответствует работе тока в кольце (А — 4).
Ответ: 41.
Д/З
1.
На рисунке приведен график зависимости силы тока в катушке индуктивности от времени. В каком промежутке времени ЭДС самоиндукции принимает наименьшее значение по модулю?
1) 0 — 1 с
2) 1 — 5 с
3) 5 — 6 с
4) 6 — 8 с
2. В момент замыкания электрической цепи, содержащей катушку,
1) индукционный ток не появится
2) появится индукционный ток, помогающий установлению тока
3) появится индукционный ток, препятствующий установлению тока
4) появится постоянный индукционный ток
На рисунке представлен график зависимости силы тока в катушке индуктивностью 10 мГн от времени
Установите соответствие между участками графика и значениями модуля ЭДС самоиндукции.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
| УЧАСТОК ГРАФИКА | МОДУЛЬ ЭДС САМОИНДУКЦИИ | |
| А) АБ Б) БВ | 1) 0,625 мВ 2) 0,027 В 3) 0,4 мВ 4) 0,1 мВ 5) 0 В |
| A | Б |
3. На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в электрической цепи, индуктивность которой 1 мГн. Определите модуль ЭДС самоиндукции в интервале времени от 5 до 10 с Ответ выразите в мкВ.
. 