Электромагнитная индукция

ЭДС возникает в контуре, если изменяется магнитный поток, сцепленный с этим контуром. Для катушки с N витками:

Чем быстрее меняется поток и чем больше витков, тем больше модуль индуцированной ЭДС.

Знак «минус» отражает правило Ленца: индуцированный ток создаёт магнитное поле, противодействующее причине изменения магнитного потока. Это проявление закона сохранения энергии.

Когда ток катушки меняется, меняется её собственный магнитный поток и возникает ЭДС самоиндукции, препятствующая изменению тока:

Поэтому ток через индуктивность не может скачком изменить значение в идеальной модели. При резком размыкании цепи индуктивной нагрузки ЭДС самоиндукции может создать высокое напряжение на контактах.

В трансформаторе переменный ток первичной обмотки создаёт переменный поток в магнитопроводе. Этот поток сцепляется со вторичной обмоткой и индуцирует в ней ЭДС. При постоянном неизменном токе после переходного процесса поток не меняется, поэтому обычный силовой трансформатор не может непрерывно трансформировать постоянное напряжение.

Катушка запасает энергию магнитного поля. При размыкании ток стремится быстро уменьшиться, а самоиндукция создаёт напряжение такой полярности, которое пытается сохранить прежний ток. На контактах выключателя может возникнуть электрическая дуга. Чем больше индуктивность и ток и чем быстрее разрыв, тем заметнее эффект.

В цепях постоянного тока для катушек реле часто применяют защитный диод, в других схемах — RC-цепи, варисторы или специализированные ограничители. Но элемент подавления выбирают по конкретной цепи: обычный диод, например, замедляет спад тока катушки и может увеличить время отпускания реле.

Индуктивные выбросы учитывают в цепях катушек контакторов, реле и электромагнитов. Способ подавления выброса зависит от рода тока, скорости отпускания и схемы управления: применяют решения, предусмотренные проектом/изготовителем. Самовольная установка неподходящего элемента способна изменить время отпускания или создать другой нежелательный режим.