Мета роботи: ознайомитись з методикою і технікою прове¬дення основних дослідів при вивченні явищ ЕРС індукції в рухомих провідниках та самоіндукції.
Обладнання: гальванометр демонстраційний; магніт підковоподібний; магніт прямолінійний; реостат; вимикач; трансформатор універсальний;  дві лампочки на підставках; лампа неонова; з'єднуваль¬ні провідники, вольтметр демонстраційний, два штабових магніти, індуктор високовольтний, саморобні моделі, відцентрова машина,  магніт підковоподібний з віссю для обертання у відцентровій машині, диск металевий (діаметром 15–20 см) з прапорцем, підвішений на нитках,  штатив з муфтою,  котушка Томсона, спідометр автомобіля в розібраному вигляді, смужка жерсті (10 X 1 см),  магазин опорів демонстраційний,  котушка дросельна, сердечник від шкільного універсального трансформатора з ярмом.

ТЕОРЕТИЧНІ  ВІДОМОСТІ
Вихрове електричне поле. ЕРС індукції виникає або в нерухомому провіднику, вміще¬ному в поле, що змінюється в часі, або в провіднику, що ру¬хається в магнітному полі, яке може не змінюватися з часом. Значення ЕРС в обох випадках визначається законом електромагнітної індукції, але походження ЕРС різне. Електрони в нерухомому провіднику приводяться в рух електричним полем і це поле безпосередньо породжується змінним магнітним полем. Тим самим стверджується нова фундаментальна власти-вість електромагнітного поля: змінюючись у часі, магнітне поле  породжує електричне поле. Суть явища електромагніт¬ної індукції в нерухомому провіднику полягає у виникненні не стільки індукційного струму, скільки електричного поля, яке приводить у рух електричні заряди. Електричне поле, що виникає в результаті зміни магнітного поля, має зовсім іншу структуру, ніж електростатичне. Воно без¬посередньо не пов'язане з електричними зарядами, і його лінії напруженості не можуть на них починатися. Вони взагалі ніде не починаються і не закінчуються,   вони  замкнуті,   як  і лінії індукції магнітного поля. Це так зване вихрове електричне поле.
Напрям  його силових ліній збігає¬ться з напрямом індукційного струму. Сила, що діє з боку вихрового елек¬тричного поля на заряд q, як і раніше,          дорівнює:  F = qE. Але на відміну від стаціонарного електричного поля робота вихрового поля на замкнутому шляху  не дорівнює  нулю.  Адже  під  час     переміщення заряду вздовж замкнутої лінії   напруженості   електричного   поля     робота   на   всіх   від¬різках    шляху    матиме    один    і    той самий знак, бо сила і переміщення збігаються в напрямі. Робота вихрового електричного поля з переміщення одиничного пози¬тивного заряду на замкнутому шляху являє собою ЕРС індукції в нерухомому провіднику.
Індукційні струми в масивних провідниках. Особливо великі індукційні струми виникають у масивних провідниках через те, що їхній опір малий.
Ці струми названо струмами Фуко на честь французького фізика, який їх досліджував. Струми Фуко можна викори¬стати для нагрівання провідників. На цьому принципі грунтує¬ться будова індукційних печей. Особливо широко ці печі засто¬совуються для плавлення металів у вакуумі, коли інші способи практично мало придатні. Проте у багатьох установках виникнення струмів Фуко призво¬дить до марних втрат енергії на виділення тепла. Тому залізні осердя трансформаторів, електродвигунів, генераторів тощо роб¬лять не суцільними, а з окремих пластин, ізольованих одна від одної. Поверхні пластин мають бути перпендикулярними до на¬пряму вихрового електричного поля. При цьому опір електрично¬му струму пластин буде максимальним.
Застосування феритів. Існують маг¬нітні ізолятори-ферити. Під час перемагнічування у феритах не виникають вихрові струми. В результаті втрати енергії на ви¬ділення теплоти зводяться до мінімуму. Це особливо важливо для радіоелектронної апаратури, що працює на дуже високих частотах (мільйони коливань за секунду). Тут застосування осердь котушок з окремих пластин уже не дає потрібного ефекту. Великі струми Фуко виникають у кожній пластині. Тому з феритів роблять осердя високочастотних трансформаторів, магнітні антени тран¬зисторів та ін.  Феритові осердя виготовляють із суміші порошків вихідних речовин. Суміш пресують і піддають термічній обробці. Дуже важливо, що при швидкій зміні магнітного поля в зви¬чайному феромагнетику виникають індукційні струми, магнітне поле   яких   за   правилом   Ленца   перешкоджає зміні магнітного потоку в осерді котушки. Через це потік магнітної індукції практично не змінюється й осердя не перемагнічується. У феритах вихрові струми не розвиваються, тому їх можна дуже швидко перемагнічувати. Цю властивість феритів використовують у більшості ЕОМ для створення запам'ятовуючих   пристроїв   оперативної   пам'яті. Велику кількість феритових кілець на-дівають на перетини системи взаємно пер¬пендикулярних провідників. По одній системі про¬відників передаються імпульси струму, що створюють певну на¬магніченість у кільцях. Так відбувається запис інформації. Ця інформація зчитується іншою системою провідників шляхом реєстрації в них індукційних струмів, що виникають під час пере¬магнічування феритових кілець.
ЕРС індукції в рухомих провідниках
Якщо провідник рухається в постійному за часом магнітному полі, то ЕРС індукції в провіднику зумовлена не вихровим електричним полем, а іншою причиною. Під час руху провідника його вільні заряди рухаються разом з ним. Тому на заряди з боку магнітного поля діятиме сила Лоренца. Саме вона і спричинює переміщення зарядів усередині провідника. Отже, ЕРС індукції має «магнітне походження». На всіх електростанціях земної кулі саме сила Лоренца спри¬чинює переміщення електронів у рухомих провідниках.
ЕРС індукції в рухомому провіднику знаходять з виразу: εі = vBl sin α.
Ця формула справджується для будь-якого провідника зав¬довжки l, який рухається із швидкістю v в однорідному магніт¬ному полі.
Самоіндукція. Якщо по котушці проходить змінний струм, то магнітний потік, що пронизує котушку, змінюється. Тому ви¬никає ЕРС індукції в тому самому провіднику, по якому тече змінний струм. Це явище називають самоіндукцією. При самоіндукції провідний контур відіграє подвійну роль: по ньому тече струм, що спричинює індукцію, і в ньому ж виникає ЕРС індукції. Змінне магнітне поле індукує ЕРС у тому самому провід¬нику, по якому тече струм, що створює це поле.
За правилом Ленца в момент наростання струму напруже¬ність вихрового електричного поля напрямлена проти струму. Отже, у цей момент самоіндукція перешкоджає наростанню струму. Навпаки, у момент зменшення струму самоіндукція його підтримує. Це приводить до того, що при замиканні кола, яке має сталу ЕРС, певне значення сили струму встановлюється не відразу, а поступово, з часом. З другого боку, якщо вимкнути джерело, струм у різних відгалуженнях кола вмить не припиняє-ться. Причому під час розмикання кола ЕРС самоіндукції, яка при цьому виникає, іноді перевищує ЕРС джерела, оскільки струм і його магнітне поле змінюється дуже швидко.
Спостереження явища самоіндукції. Явище    самоіндукції    можна спостерігати    на    дослідах. Схема паралельного   вмикання   двох   однакових  лампочок. Одну з них безпосередньо приєднано до джерела через резистор з опором R, а другу —послідовно з котушкою L на залізному осерді.  Під час замикання ключа перша   лампочка   спалахує   відразу, а друга — з помітним запізненням. ЕРС самоіндукції в колі другої лампочки велика, і струм досягає свого максимального значення тільки з часом.
Під час розмикання ключа К в котушці L виникає ЕРС самоіндукції, що підтримує початковий струм. Тому в момент розмикання через гальванометр, проходить струм (пунктирна стрілка), напрямлений проти почат¬кового струму до розмикання (суцільна стрілка). Причому сила цього струму переважає силу струму, який проходить через гальванометр при замкнутому ключі К.. Це означає, що ЕРС самоіндукції більша ЕРС ба¬тареї елементів.
Індуктивність. Модуль В індукції магнітного поля, що ство¬рюється струмом у будь-якому замкнутому контурі, пропорцій¬ний силі струму. Оскільки магнітний потік Ф пропорційний В, то Ф~В~І.
Отже, можна стверджувати, що Ф =LI, де L — коефіцієнт пропорційності між струмом у провідному контурі й створеним ним магнітним потоком, що пронизує цей контур. Величину L називають індуктивністю контура, або його коефіцієнтом самоіндукції.
Використавши закон електромагнітної індукції: εі =  -ΔФ/Δt і вираз Ф =LI,  дістанемо рівність:   εі =  -L Δl /Δt коли вважати, що форма контура лишається незмінною і потік змінюється тільки внаслідок зміни струму.
Iндуктивність — це фізична величина, яка чисельно дорівнює ЕРС самоіндукції, що виникає в контурі внаслідок зміни струму на 1 А за 1 с.
Індуктивність, як електроємність, залежить від геометричних факторів: від розмірів провідника і його форми, але не залежить безпосередньо від сили струму в провіднику. Крім того, індук¬тивність залежить від магнітних властивостей середовища, в яко¬му знаходиться провідник. Одиницю індуктивності називають   генрі    (позначається Гн).
Явище самоіндукції відіграє дуже важливу роль в електро¬техніці й радіотехніці. Індуктивність кола істотно впливає на про¬ходження в ньому змінного електричного струму.
Енергія магнітного поля струму.
Визначимо енергію, яку має електричний струм у провіднику. Згідно із законом збереження енергії енергія струму дорівнює тій енергії, яку має витратити джерело струму (гальванічний еле¬мент, генератор на електростанції та ін.) на створення струму. Коли струм припиняється, ця енергія виділяється в тій чи іншій формі. При замиканні кола, що містить постійну ЕРС, енергія джере¬ла струму спочатку витрачається на створення струму, тобто на приведення в рух електронів провідника й утворення зв'язаного із струмом магнітного поля, а також почасти на збільшення внутрішньої енергії провідника, тобто на його нагрівання. Після того як установиться стале значення сили струму, енергія джерела витрачатиметься виключно на виділення тепла. Енергія струму при цьому вже не змінюється.
Для створення   струму   треба    затратити   енергію,  тобто   виконати  роботу.   Це   пояснюється   тим,    що   при     замиканні  кола,  коли  струм  починає   наростати,   у   провіднику виникає вихрове електричне поле, напрямлене проти того електрич¬ного поля,  яке створює в  провіднику джерело  струму.  Щоб сила струму дорівнювала І, джерело струму має виконати роботу проти сил вихрового поля. Ця робота і витрачається на збіль¬шення енергії струму. Під час розмикання кола струм зникає й вихрове поле ви¬конує додатну роботу. Запасена струмом енергія виділяється. Про це свідчить потужна іскра, що виникає в колі з великою індук¬тивністю.
Записати вираз для енергії струму І, що проходить по колу з індуктивністю L, можна на основі аналогії між інерцією і самоін¬дукцією. Самоіндукція аналогічна інерції в механіці, а індуктивність у про¬цесі створення струму відіграє таку саму роль, як і маса при збільшенні швидкості тіла в механіці. Роль швидкості тіла в електродинаміці відіграє сила струму І, як величина, що харак¬теризує рух електричних зарядів. Тому енергію струму Wм можна вважати величиною, подібною до кінетичної енергії тіла у механіці. Записують її у вигляді: Wм = LI2/2. Енергія струму  виражена через геометричну характери¬стику провідника L і силу струму в ньому I. Але цю енергію можна виразити і через характеристики поля. Обчислення показують, що густина енергії магнітного поля (тобто енергія одиниці об'єму) пропорційна квадрату магнітної індукції, подібно до того як  густина енергії електричного поля пропорційна квадрату напру¬женості електричного поля.

ХІД РОБОТИ
1. Ознайомтесь з програмою з фізики для 11 класу. З'ясуйте місце вивчення явища самоіндукції, вихрового електричного поля, а також проведення яких дослідів ре¬комендує програма. Повторіть відповідні розділи з підручників фізики для 11 класу та вузівських посібників.
2. Індукція в суцільних тілах (струми Фуко). Виникнення індукційних струмів Фуко можна дуже просто продемонструвати за допомогою досліду Араго або за їх тепловою дією.
А. Досліди Араго.  Великий і сильний підково¬подібний магніт довільно закріп-люють на осі для обертання у від¬центровій машині. Над полюсами магніту (на якнаймен¬шій відстані від них) до штатива на міцних нитках підвішують мідний або алюмінієвий диск зав¬товшки 2–3 мм і діаметром 15– 20 см. Між магнітом і диском установлюють скло (картон або фанеру) для того, щоб у спостерігача не склалося враження про вплив руху повітряного струменя на рух диска. Магніт швидко обертають і демонструють обертання диска в той самий бік внаслідок виник¬нення в ньому індукційних вихро¬вих струмів (струмів Фуко). Змі¬нюють напрям обертання магніту і демонструють, що диск повільно зупиняється і, змінивши напрям, починає обертатися в той самий бік, що й магніт. Напрям вихрових струмів такий, що вони за законом Ленца протидіють руху, який їх збуджує: полюс магніту, який до них наближається, вони відштовхують, а той, що віддаляється, – притягують, внаслідок чого рухомий диск починає обертатись. Якби диск не міг рухатись, дія струмів Фуко виявилася б у галь¬муванні руху магніту. Щоб поліпшити спостереження обертання диска, на ньому встанов¬люють паперовий прапорець. Вісь для магніту можна використати від сирени з отворами (сирени Оппельта) або від «Круга Ньютона для змішування кольорів».
б) У патроні відцентрової машини закріплюють описаний у поперед-ньому досліді диск. Над диском у стремені з картону підвішують на міцній нитці прямолінійний магніт. Між диском і магнітом установлюють скляну пластинку. При обертанні диска магніт почи¬нає обертатися слідом за ним. При зміні напряму обертання диска магніт зупиняється і починає обертатись у протилежний бік.
3. Теплова дія струмів Фуко.
еплову дію струмів Фуко можна продемонструвати на такому досліді. У котушку Томсона вставляють суцільний залізний стержень (болт діаметром 25 мм і завдовжки 120 мм) і пропускають по ній протягом 1–2 хв. змінний струм при напрузі 127 в. Вимкнувши струм, сердечник виймають і  доторкуються до нього руками, щоб пересвідчитись, що він нагрівся. Дослід повторюють із сердечником котушки Томсона, який складається з тонких дротинок, ізольованих одна від одної лаком. У цьому разі для більшої переконливості котушку тримають під струмом трохи довше. Дають учням упевнитись, що нагрі¬вання цього сердечника невідчутне внаслідок того, що струми Фуко, які виникають у тонких шарах металу, незначні. Дослід має велике значення, оскільки дає змогу з'ясувати, чому сердечники трансформаторів, роторів двигунів і генераторів струму виготовляють з тонких металевих пластин. Щоб дослід був ефектнішим, у головці болта можна висверд¬лити заглибину (діаметром 12 мм і глибиною 30 мм), налити в неї перед дослідом трохи сірчаного ефіру і заткнути пробкою. При нагріванні болта пробка під тиском пари ефіру вилітає з за¬глибини. Під час пропускання струму котушку треба притискувати рукою до стола, бо вона дрижить і деренчить. Слід добре пам'ятати, що тримати котушку під струмом від освітлювальної сітки 127 В без сердечника не можна, оскільки її опір у цьому разі значно менший, і сильний струм може спа¬лити обмотку або зіпсувати ізоляцію.
4. Принцип будови і дії спідометра автомобіля.
Одним з прикладів застосування струмів Фуко є будова і дія спідометра автомобіля. У принципі будова і дія спідометра поля¬гає ось у чому. На осі, з'єднаній з карданним валом автомобіля, закріплений постійний магніт, що має форму незамкненого кільця, біля щілини якого утворюється магнітне поле. Магніт міститься всередині картушки спідометра, що являє собою за¬кріплений на осі алюмінієвий порожнистий зрізаний конус, на поверхні якого нанесено поділки швидкості від 0 до 120 км/год. Картушка має спіральну пружину, один кінець якої прикріплений до її осі, а другий – до опори осі. Коли магніт обертається всередині картушки, у ній виникають струми Фуко. Внаслідок взаємодії магнітних полів магніту і картушки остання починає обертатися з силою, яка залежить від швидкості обертання магніту. Спіральна пружина, створюючи протидію повертанню картушки, зупиняє її, коли настав рівність обертальних моментів. Крізь проріз кожуха спі¬дометра в цей момент спостерігають покази – миттєву швидкість автомобіля.
5. Виникнення струму самоіндукції при замиканні кола.
Зміна сили струму в замкненому провіднику супроводиться зміною його магнітного поля, внаслідок чого в цьому провіднику виникає ЕРС самоіндукції. Напрям її за законом Ленца такий, що вона протидіє ЕРС джерела струму. Напрям ЕРС самоіндукції при замиканні електричного кола можна показати на такому досліді Фа¬радея.
Котушку на 12 в від шкільного розбірного трансформатора надівають на сердечник і замикають його. Скла¬дають коло, увім¬кнувши паралельно котушці L універ¬сальний гальванометр G без кришки. Як джерело струму беруть одну банку лужного акумулятора, а для обмежен¬ня струму вмикають реостат r з пов¬зунком для лабораторних робіт (6–10 ом). Опір реостата підбирають такий, щоб стрілка гальванометра відхилилась на половину шкали (на 5 поділок; для цього треба ввести опір на 2–3 ом). Після цього звертають увагу на те, що при замиканні кола стрілка гальванометра відхиляється в певний бік, напри¬клад праворуч, і після кількох коливань зупиняється в певному положенні (як було зазначено, на п'ятій поділці шкали). На ребро шкали гальванометра настромлюють затримку А (скобу, зігнуту із смужки жерсті) в такому місці, щоб перешкодити стрілці повер-нутися до нуля при розімкненому колі. Розмикають коло і, знову замкнувши його, спостерігають, що стрілка відхи¬ляється ще більше (на 2 поділки) і повертається до затримки. Пояснюють явище і встановлюють, що при замиканні струму в котушці виникає ЕРС самоіндукції, за напрямом (пунктирні стрілки) протилежна ЕРС джерела струму. Короткочасне збільшення відхилення стрілки пояснюється тим, що в колі галь¬ванометра напрями обох цих ЕРС збігаються і струм на мить підсилюється.
6. Гальмування наростання струму в колах з великою індуктивністю. З'ясувавши напрям ЕРС самоіндукції при замиканні струму в колі, демонструють гальмування наростання струму в колі з великою індуктивністю. Для цього використовують розбірний трансформатор з котушкою на 120–220 в. З цієї котушки (обмотка на 220 в), двох лампочок на 3,5 в, реостата з повзунком на 30 ом, ключа і батареї лужних акумуляторів з п'яти банок складають коло за схемою мал. 11. Прилади розгалужень кола встановлю¬ють на ящиках-підставках; лампочки розміщують дуже близько одну біля одної; опір реостата заздалегідь треба підібрати так, щоб розжарення лампочок було однакове (він повинен дорівню¬вати активному опору котушки індуктивності). Схему кола кре¬слять на дошці і пояснюють.
Замикають коло і спостерігають, що лампочка в розгалуженні з котушкою індуктивності заго¬ряється значно пізніше, ніж лам¬почка в розгалуженні з реоста¬том. Інтервал часу між спалахом лампочок такий великий, що дає можливість засвітити і погасити лампочку в колі з активним опо¬ром раніше, ніж друга лампочка спалахне, що й треба показати. Потім дослід повторюють з ко¬тушкою без сердечника і пока¬зують, що явище не повторюєть¬ся (лампочки засвічуються одно¬часно), бо індуктивність котушки тепер значно менша. Слід зауважити, що трапляють¬ся лампочки нестандартні, з різ¬ною будовою нитки. З запасу лампочок у кабінеті треба експериментально підібрати таку пару, яка дає найкращий результат..
7. Виникнення струму самоіндукції при розмиканні кола
Щоб продемонструвати напрям ЕРС самоіндукції при роз¬миканні кола складають електричне коло з котушки на 12 В (з сердечником від розбірного трансформатора), реостата з повзунком для лабораторних робіт (6–10 ом), лужного акумулятора (одна банка) і ключа. Паралельно котушці індук-тивності L вмикають універсальний гальванометр G без кришки. Підбирають опір реостата r такий, щоб стрілка гальванометра відхилялася в межах шкали.
Замикають коло і звертають увагу на напрям відхилення стрілки гальванометра (наприклад, праворуч). Біля нуля шкали гальванометра закріплюють затримку для стрілки, зігнуту з смужки жерсті, щоб стрілка не могла відхилитися в цей бік. Знову замикають коло: стрілка залишиться нерухомою або трохи - хитнеться праворуч, якщо затримка прилягає до неї не дуже щільно (це навіть краще). У момент розмикання кола стрілка на мить відкидається ліворуч. Це пояснюється тим, що при роз¬миканні кола в котушці виникає ЕРС самоіндукції одного напряму з ЕРС джерела струму (на схемі позначена пунктир¬ною стрілкою). У замкненому колі гальванометра ця ЕРС само¬індукції створює короткочасний струм самоіндукції (так званий екстраструм розмикання), напрям якого протилежний напряму основного стру¬му, що був у колі до розмикання, а тому стрілка гальванометра відкидаєть¬ся ліворуч.
Б. Наведений дослід підтверджує, що при розмиканні струму ЕРС само¬індукції діє в одному напрямі з ЕРС джерела струму, а тому в колі виникає короткочасний великий струм. Це мож¬на показати, замінивши в попередньому досліді гальванометр електричною лам¬почкою на 3,5 в у патроні на підставці. Опір реостата при цьому повністю ви¬водять. При замиканні кола лампочка світиться тьмяно, бо вона розрахована на 3,5 В, а ЕРС лужного акумуля¬тора 1,25 в. При розмиканні кола лампочка яскраво спалахує. Повторюють дослід з котушкою без сердечника: через незначну індуктивність спалаху лампочки не спостерігається.
Джерело струму більшої ЕРС вмикати не треба, бо ця лам¬почка при розмиканні струму перегорить. Ефект цих дослідів збільшується, якщо використати котушку з великою індуктив¬ністю при малому активному опорі її обмотки. Так, наприклад, можна показати спалах неонової лампи на 127 в при розмиканні струму від джерела з напругою 6–8 в, використавши як котушку індуктивності котушку універсального трансформатора на 220 в з сердечником.
Б. Складають установку за схемою, показаною на мал. 13. L – котушка універсального трансформатора на 220 В із замкнутим осердям. Л – неонова лампа на 220 або 127 В. Джерело постійної напруги на 6 В. Замикають коло і показують, що лампа не сві¬титься. Якщо розімкнути коло, лампа спалахує. Як по¬яснити це явище?
8. Демонстрування явища самоіндукції за допомогою містка Уїтстона
Продемонструвати явище самоіндукції при   замиканні, розми¬канні і зміні сили   струму на одній установці можна за допомогою містка Уїнстона  котушку індуктивності L у плече АС містка вмикають обмотку на 220 в котушки універсального трансформатора з замкненим сердечником: плече ВС складається з демонстраційного магазину оповів r1 (можна взяти інший змінний опір, величина якого мало відрізняється від активного опору котушки індуктивності; це по¬трібно для того, щоб при збалансуванні містка повзунок реостата r2 був поблизу його середини). Як плечі AD і DB беремо реостат з повзунком (30 ом;, 3 а); можна використати інший реостат з пов-зунком (або реохорд). Джерелом струму є батарея лужних аку¬муляторів до 5 в або батарейка для кишенькового ліхтарика. Щоб змінювати силу струму, увімкнено реостат з повзунком r3 (6–10 ом) для лабораторних робіт. У місток CD ввімкнено універ¬сальний гальванометр.
При демонструванні досліду, виймаючи штепселі, набирають опір r1, який дорівнює 8–10 ом. Повзунок реостата (або реохорда) r2 установлюють у середньому положенні і, замкнувши ключ, пересувають його в той або інший бік так, щоб збалансувати місток (стрілка гальванометра повинна стояти нерухомо); це є ознакою того, що точки С і D мають однакові потенціали і струм через гальванометр не йде. Усе це учні повинні бачити і чути пояснення дій учителя. Ключ розмикають.
Після цього показують, що при замиканні кола місток розбалансовується, стрілка гальванометра на мить відкидається в одному напрямі. Те саме відбувається і при розмиканні кола, але стрілка тепер відкидається в протилежний бік. Потім показують, що явище повторюється при збільшенні і зменшенні сили струму (при пере¬суванні повзунка реостата r3 в той або інший бік). Розбалансування містка пояснюється тим, що при всіх змінах струму в колі у котушці утворюється ЕРС самоіндукції того або іншого напряму (див. пояснення в попередніх дослідах) і по¬тенціали точок С і D стають різними. Після цього дослід повторюють, знявши ярмо з сердечника котушки, а потім зовсім без сердечника і спостерігають, що в пер¬шому випадку відхилення стрілки значно зменшується, а в дру¬гому – руху стрілки майже непомітно. Нарешті, показують, що при заміні котушки індуктивності другим демонстраційним магазином опорів місток не розбалансовується.
9. Інші варіанти дослідів з самоіндукції.
У статті «Опыты по самоиндукции» Н. А. Патрикєєва описує такі досліди. Установку складають за відомою схемою, де L – котушка індуктивності; R1 – магазин опорів (10 Ом); R2 – реостат на 60 Ом, 3 А.
Дослід 1. При замиканні ключа лампочка Л2 розжарює¬ться приблизно на 1 с пізніше від лампочки Л1.
Дослід 2. При замкненому ключі зменшують опір R2, роз¬жарення лампочки Л2 зменшується, а Л1 збільшується. Потім розжарення лампочок стає однаковим, але сильнішим, ніж раніше.
Дослід 3. При розімкненому сердечнику лампочки спалаху¬ють одночасно.
Дослід 4. При замкненому колі ярмо сердечника зсувають і показують, що лампочка Л2 засвічується яскравіше. Якщо ярмо відірвати швидко, то лампочка може навіть перегоріти. Після накладання ярма на сердечник розжарення лампочки зменшується.
10. Демонстрування гасіння дуги розмикання.
Котушку дросельну надівають на сердечник універсального трансформатора і замикають його ярмом. Крайні клеми котушки (обидві її секції – 3600 витків) через рубильник під'єднують до клем постійного струму шкільного розподільного щита. Замикають рубильник і, повертаючи ручку реостата, утво¬рюють у колі струм 2 А. При повільному розмиканні рубиль-ника спостерігають утворення електричної дуги довжиною близько 20 мм (індуктивність котушки – 25 гн, опір обмотки – 44 ом). Після цього при вимкненому струмі паралельно рубильнику під'єднують батарею конденсаторів 58 мкф. Тепер при розмиканні рубильника виникає тільки невелика іскра. Дослід кілька разів повторюють. При повторенні досліду і при закінченні демонстрування треба розряджати батарею конденсаторів, доторкаючись до її клем кінцями ізольованого проводу (щоб не проскакувала іскра при повторному замиканні рубильника і для власної безпеки в дру¬гому випадку). Схему установки треба накреслити в зошиті. Такий метод дугогасіння на постійному струмі за допомогою конденсатора, увімкненого паралельно контакту або активно-індуктивному навантаженню, широко застосовується в релейній техніці, зокрема в схемах АТС, автоматизованого електроприводу тощо.