Как уже рассматривалось выше, по формуле (5.3) индуктируемая в катушке электродвижущая сила

где магнитный поток Ф может быть создан посторонним контуром или самой катушкой путем ее включения в цепь тока или выключения из нее. Например, в момент включения магнитный поток увеличивается от нуля до некоторого установившегося значения Ф. Возникающие магнитные силовые линии пересекают витки катушки. При этом в катушке индуктируется электродвижущая сила. После размыкания цепи катушки маг- нитный поток исчезает, и его магнитные силовые линии пересекают витки катушки. При этом в катушке снова индуктируется э. д. с. Это явление называют самоиндукцией, а наводимую в катушке э.д.с. — электродвижущей силой оамоиндукции.

Произведение значения магнитного потока Ф (Вб), пронизывающего витки катушки, на число w витков катушки называют потокосцеплением:

Ψ = wФ.                                                             (5.8)

Если катушка не имеет ферромагнитного сердечника, то потокосцепление пропорционально силе тока I в катушке: Ψ = wФ = LI,

где L — коэффициент пропорциональности, называемый индуктивностью катушки.

Размерность индуктивности определяется из равенства

Зная индуктивность катушки L (Г), число витков w, силу постоянного тока I (А), можно определить значение магнитного потока по формуле

Подставляя значение Ф в формулу (5.3), получим:

Принцип индуктирования электродвижущей силы в момент включения и выключения цепи постоянного тока с катушкой используется в различных индукционных аппаратах: зуммерах, применяемых в фонических телефонных аппаратах, индукционных аппаратах для получения искры, в бобинах — индукционных устройствах для осуществления зажигания в карбюраторных двигателях.

В идукционном аппарате (рис. 5.5) две обмотки расположены на одном общем сердечнике. Первичная обмотка I состоит из сравнительно небольшого числа витков провода относительно большого сечения, а вторичная обмотка II— из большого числа витков тонкого провода. Индукционный аппарат работает следующим образом. При включении выключателя В ток обтекает первичную обмотку I. Сердечник намагничивается и притягивает якорь Я. Прерыватель П размыкает цепь первичной обмотки. Магнитный поток, запасенный в момент включения, исчезает. Его силовые линии пересекают витки вторичной обмотки II и наводят в ней э.д.с. При исчезновении магнитного поля якорь Я возвращается в исходное положение, прерыватель снова замыкается, катушка I оживляется током; притягивается якорь Я и т. д.

При помощи верхнего винтового контакта прерывателя П можно регулировать частоту прерываний цепи в пределах от нескольких десятков до нескольких сотен в секунду (в зуммерах).

Конденсатор С, включенный параллельно контактам прерывателя, служит для уменьшения искрения прерывателя, а также способствует более быстрому изменению (нарастанию и исчезновению) магнитного потока, а следовательно, и наведению более высокой э. д. с. во вторичной обмотке. Конденсатор также гасит радиопомехи от аппарата.

В связи с тем, что магнитный поток в момент замыкания цепи катушки I нарастает медленнее, чем он исчезает при размыкании катушки, электродвижущая сила, индуктируемая в катушке при размыкании, больше, чем э.д.с, индуктируемая при замыкании.

Индукционный аппарат — датчик электрических импульсов высокого напряжения — входит в состав комплекта электроизгороди, применяемой для ограждения домашних животных и птицы. На рисунке 5.6 приведена схема датчика импульсов высокого напряжения электрической изгороди ЭП. При включении выключателя 7 по обмотке 2 катушки протекает ток, намагничивающий сердечник. К сердечнику притягивается стальной якорь 3, который при этом отбрасывает рычаг 4 маятника 5 (пунктиром показан путь рычага маятника). В момент размыкания якоря 3 с рычагом 4 цепь обмотки 2 размыкается и магнитное тюле, образовавшееся перед этим в катушке и сердечнике, мгновенно исчезает. В обмотке 2 индуктируется

э.д.с, под действием которой возникает зарядный ток в конденсаторе С. Во вторичной многовитковой обмотке 1 индуктируется высоковольтный импульс (порядка 5кВ). Конденсатор С способствует образованию колебательного процесса в цепи первичной обмотки 2 и, следовательно, появлению серии кратковременных импульсов в обмотке l. Эта серия импульсов продолжается несколько тысячных долей секунды. Спустя 0,5 ...1 с после предыдущего размыкания якоря 3 и рычага 4 маятник 6 под действием пружины 5 поворачивается влево, и рычаг 4 снова замыкается с якорем 3. Обмотка получает питание, притягивает якорь 3, размыкая цепь катушки 2. Следует очередная серия импульсов в обмотке 1.

Один конец этой обмотки l подводят к проводу электроизгороди, а второй конец через обмотку 2 заземляют. Если животное коснется провода, то замыкается цепь тока: обмотка 1—животное — земля — обмотка 2. Животное получает неопасный для жизни, но чувствительный электрический удар.

Натяжением пружины 5 можно регулировать частоту импульсов. Номинальная частота основных импульсов — 1...2 в секунду. При более частых размыканиях контактов быстро разряжается источник питания.

В качестве источника питания используют сухие элементы типа ЭС-Л-30 зарядом 30 А·ч и напряжением 1,5 В и др.