Experimentul 1. Se realizeaza un circuit cu o bobina L cu miez de fier, legata
in serie cu un ampermetru, este conectata la o sursa de tensiune continua, prin
intermediul unui intrerupator. La inchiderea intrerupatorului se constata ca
acul ampermetrului deviaza lent catre valoarea finala a intensitatii.
experimentul 1 experimentul 2
Experimentul 2. Se realizeaza circuitul cu o bobina L, cu miez de fier , se
leaga la o sursa de tensiune continua, prin intermediul unui intrerupator. In
paralel cu bobina se leaga un bec, a carui tensiune nominala este ceva mai mare
decat cea data de sursa. Cand circuitul este inchis, becul nu lumineaza, tensiunea
aplicata la capetele lui fiind mai mica decatcea nominala.Dupa intreruperea
circuitului, becul lumineaza, pentru un scurt timp, destul de puternic, desi
sursa de tensiune a fost deconectata. i5n19nd
Experimentele descrise pun in evidenta o anumita intarziere a curentului electric,
atat la stabilirea, cat si la inchiderea lui, in circuitele care contin bobine
cu miez de fier. Pentru a explica fenomenul observat, se poate porni de la constatarea
ca la inchiderea si deschiderea circuitului este comun faptul ca intensitatea
curentului in circuit variaza : creste de la zero la I la inchiderea circuitului
si scade de la I la zero la deschiderea lui.Urmeaza ca si campul magnetic produs
de curentul electric din circuit este variabil in aceste situatii : creste la
inchiderea circuitului si scade la deschiderea lui. Fluxul magnetic prin suprafata
circuitului, produs chiar de curentul prin circuit, este variabil. Rezulta ca
fenomenul observat este un caz particular al fenomenului de inductie electromagnetica,
la care circuitul inductor este in acelasi timp si circuit indus, si de aceea
a primit numele de autoinductie. Fenomenul trebuie sa apara ori de cate ori
fluxul magnetic propriu ce strabate un circuit este variabil, deci nu numai
la inchiderea sau deschiderea circuitului, ci la orice variatie a intensitatii
curentului de circuit.
Autoinductia este fenomenul de inductie electromagnetica produs intr-un circuit
datorita variatiei intensitatii curentului din acel circuit.
Sensul t.e.m. autoinduse poate fi gasit cu ajutorul regulii lui Lenz. Astfel,
la inchiderea circuitului sau la o crestere a curentului in circuit, t.e.m.
de autoinductie trebuie sa se opuna cresterii intensitatii curentului inductor,
iar la scaderea intensitatii sau la deschiderea circuitului t.e.m. de autoinductie
trebuie sa se opuna scaderii intensitatii curentului inductor. In cazul primului
experiment, conform regulii lui Lenz, campul magnetic indus trebuie sa fie de
sens opus celui inductor si contribuie la slabirea lui. In cazul experimentului
2, t.e.m. de autoinductie da nastere unui curent indus suplimentar, de acelasi
sens cu cel inductor, datorita caruia becul lumineaza si dupa deconectarea sursei.
Deoarece t.e.m. de autoinductie depinde numai de variatia fluxului magnetic
inductor, ea poate depasi t.e.m. a sursei din circuit, ceea ce se constata experimental
prin aprinderea becului dupa deconectarea sursei, cand el este in circuit doar
cu bobina.
Inductia magnetica este direct proportionala cu intensitatea curentului generator
de camp magnetic : B I. Rezulta ca fluxul magnetic propriu prin suprafata unui
circuit este direct proportional cu intensitatea curentului I din acel circuit
: unde L este o constanta de proportionalitate, a carei valoare este specifica
fiecarui circuit, numita inductia circuitului. Inductanta unui circuit este
o marime egala cu catul dintre fluxul magnetic propriu prin suprafata acelui
circuit si intensitatea curentului ce trece prin circuit :
L=
Unitatea de inductanta in SI rezulta din relatia :
aLi =
Ea se numeste henry, cu simbolul H. Un henry este inductanta unei spire prin
a carei suprafata fluxul magnetic propriu este 1 Wb, cand spira este parcursa
de un curent de 1 A
Variatia fluxului magnetic propriu, datorita careia apare t.e.m. de autoinductie,
poate fi scrisa : , astfel incat, conform legii fenomenului de inductie electromagnetica,
t.e.m. autoindusa intr-o bobina este: , unde este fluxul prin suprafetele tuturor
spirelor bobinei.
Asadar, tensiunea autoindusa intr-un circuit este direct proportionala cu viteza
de variatie a intensitatii curentului din acel circuit, factorul de proportionalitate
fiind inductanta circuitului.
La aceeasi viteza de variatie a intensitatii curentului, t.e.m. autoindusa va
fi mai mare in circuitul cu inductanta mai mare. Expresia inductantei unei bobine
poate fi calculata, tnand seama ca variatia fluxului magnetic propriu printr-o
spira a bobinei este si ca t.e.m. autoindusa in bobina cu N spire poate fi scrisa
:
Comparand factorul de proportionalitate de pe langa este chiar inductanta L
a bobinei :
Relatia arata ca inductanta bobinei depinde de numarul de spire, sectiunea si
lungimea ei si de permeabilitatea magnetica a miezului sau. Permeabilitatea
magnetica a fierului poate fi de sute sau chiar de mii de ori mai mare decat
a aerului, astfel incat inductanta unei bobine creste foarte mult daca i se
introduce un miez de fier.