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.