ID: 00017086
Резистор R и катушка индуктивности L с железным сердечником подключены к источнику тока, как показано на схеме (см. рис.). Первоначально ключ K замкнут, показания амперметров A_1 и A_2 равны соответственно I_1 = 1{,}5 А и I_2 = 0{,}2 А.
Что произойдёт с величиной и направлением тока через резистор после размыкания ключа K? Ответ поясните, указав, какие явления и законы вы использовали для объяснения.
Источник: Сборник Гиголо
Та же схема, что и в задаче-близнеце, только токи другие: I_1 = 1{,}5 А через резистор и I_2 = 0{,}2 А через катушку. Главное снова в самоиндукции катушки: ток в ней не может измениться скачком, по правилу Ленца катушка поддерживает свой ток. От этого и пляшем.
При замкнутом ключе резистор и катушка — две параллельные ветви, подключённые к источнику. По резистору тёк ток I_1 = 1{,}5 А, по катушке — I_2 = 0{,}2 А.
После размыкания ключа источник отключается, и резистор с катушкой остаются в одной замкнутой петле, соединённые теперь последовательно. Благодаря самоиндукции \varepsilon_{si} = -L\dfrac{\Delta I}{\Delta t} ток в катушке не падает до нуля мгновенно — он плавно продолжается со своего прежнего значения I_2 = 0{,}2 А.
В последовательной цепи через резистор идёт тот же ток, что и через катушку, — около 0{,}2 А. Но катушка гонит его по петле в направлении, противоположном тому, в каком прежде шёл ток источника через резистор. Поэтому ток через резистор меняет направление на противоположное, быстро достигает примерно I_2 = 0{,}2 А, а затем, по мере расходования энергии катушки на тепло, плавно спадает до нуля.
Ответ: сразу после размыкания ток через резистор меняет направление на противоположное, скачком достигает примерно 0,2 А, а потом плавно убывает до нуля.
Из-за самоиндукции ток в катушке не обрывается мгновенно. Сразу после размыкания ключа ток через резистор меняет направление на противоположное и достигает примерно I₂ = 0,2 А, а затем плавно спадает до нуля.