Электродвижущая сила (ЭДС) самоиндукции возникает в катушке индуктивности при изменении тока через неё. Это явление описывается законом Фарадея-Ленца, который утверждает, что ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна скорости изменения тока через катушку.
Формула для ЭДС самоиндукции выглядит следующим образом:
[ \mathcal{E} = -L \frac{dI}{dt} ]
где:
- (\mathcal{E}) — ЭДС самоиндукции,
- (L) — индуктивность катушки,
- (\frac{dI}{dt}) — скорость изменения тока.
Давайте разберёмся со всеми параметрами, которые у нас есть:
- Индуктивность катушки (L = 0.2 \, \text{Гн}).
- Ток изменяется от (5 \, \text{А}) до (1 \, \text{А}).
- Время изменения тока (t = 2 \, \text{с}).
Сначала находим изменение тока:
[ \Delta I = I{\text{конечный}} - I{\text{начальный}} = 1 \, \text{А} - 5 \, \text{А} = -4 \, \text{А} ]
Теперь находим скорость изменения тока:
[ \frac{dI}{dt} = \frac{\Delta I}{\Delta t} = \frac{-4 \, \text{А}}{2 \, \text{с}} = -2 \, \text{А/с} ]
Подставляем полученные значения в формулу для ЭДС:
[ \mathcal{E} = -L \frac{dI}{dt} = -0.2 \, \text{Гн} \times (-2 \, \text{А/с}) = 0.4 \, \text{В} ]
Таким образом, ЭДС самоиндукции, возникающая в катушке индуктивностью (0.2 \, \text{Гн}) при равномерном изменении тока от (5 \, \text{А}) до (1 \, \text{А}) за (2 \, \text{с}), равна (0.4 \, \text{В}).