Что здесь собрано

Полный курс электродинамики для ЕГЭ по физике: электростатика (закон Кулона, поля, потенциал, конденсаторы), постоянный ток (закон Ома, цепи, мощность), магнитное поле (сила Ампера, Лоренца), электромагнитная индукция (Фарадей, Ленц, самоиндукция).

Темы проверяются в заданиях 14--18, 21, 24, 25, 26 ЕГЭ. Это самый объёмный и самый сложный раздел: здесь больше всего формул, два типа соединений, два режима конденсатора, векторные и скалярные величины вперемешку.

Проверяемые темы (кодификатор 3.1--3.4)

• 3.1 Электростатика: закон Кулона, напряжённость, суперпозиция, потенциал, конденсаторы
• 3.2 Постоянный ток: закон Ома, соединения резисторов, мощность, закон Джоуля-Ленца
• 3.3 Магнитное поле: сила Ампера, сила Лоренца, движение заряда в магнитном поле
• 3.4 Электромагнитная индукция: ЭДС индукции, правило Ленца, самоиндукция

Формула и смысл

Где \(q_1, q_2\) -- заряды (Кл), \(r\) -- расстояние между ними (м), \(\varepsilon\) -- диэлектрическая проницаемость среды (в вакууме/воздухе \(\varepsilon = 1\)).

Проще: два заряда притягиваются (разные знаки) или отталкиваются (одинаковые знаки). Сила убывает с расстоянием ОЧЕНЬ быстро (квадрат!). Удвоил расстояние -- сила упала в 4 раза. Утроил -- в 9 раз.

• Одноимённые заряды -- отталкиваются (\(F > 0\))
• Разноимённые заряды -- притягиваются (\(F < 0\))
• Формула работает для точечных зарядов (или сфер, если \(r\) -- расстояние между центрами)

Частые приёмы

• Если заряды в среде (вода, масло): делим силу на \(\varepsilon\). Для воды \(\varepsilon = 81\), сила в 81 раз меньше!
• Три заряда на одной прямой: суммируем силы ВЕКТОРНО. Рисуем стрелки, учитываем знаки.
• Шарики касаются: заряды перераспределяются поровну (для одинаковых шаров): \(q' = \dfrac{q_1 + q_2}{2}\)

Мини-задача

\(q_1 = 3\) мкКл, \(q_2 = 4\) мкКл, \(r = 0{,}3\) м. Найти силу взаимодействия \(F\) (в Н).

Что такое напряжённость (и почему три формулы)

Проще: напряжённость \(\vec{E}\) — это «насколько сильно поле толкает заряд в данной точке». Это свойство САМОЙ ТОЧКИ пространства, а не заряда, который туда поместили. Единица: В/м = Н/Кл.

Три формулы — это НЕ три разные напряжённости. Это одна и та же величина, но найденная тремя способами в зависимости от того, ЧТО тебе дано в задаче:

• \(E = \dfrac{F}{q}\) — определение. Отвечает на вопрос «что это вообще». Работает ВСЕГДА, для любого поля.
• \(E = k\dfrac{Q}{r^2}\) — способ посчитать, если поле создаёт точечный заряд (или шарик) \(Q\).
• \(E = \dfrac{U}{d}\) — способ посчитать, если поле однородное (между пластинами конденсатора).

Ключевая мысль: формула \(F/q\) говорит, ЧТО такое \(E\). Две другие говорят, КАК её вычислить в конкретной геометрии. Если запутался — спроси себя: «что создаёт поле в этой задаче?»

Какую формулу когда — таблица решений

Частые ошибки:

• Подставлять \(U/d\) для точечного заряда (там поле НЕ однородное) — нельзя.
• Подставлять \(kQ/r^2\) для конденсатора — там нет «расстояния от заряда», поле создают пластины.
• Думать, что \(E\) зависит от пробного заряда \(q\). Нет: в \(F/q\) и сила, и заряд растут вместе, их отношение постоянно. \(E\) задаёт ИСТОЧНИК поля, а не пробный заряд.

Наглядно: три поля в одном окне

Переключай режимы и двигай ползунок — смотри, как меняется \(\vec{E}\). Цель — «увидеть» разницу между тремя формулами.

Мини-задача

Точечный заряд \(Q = 10\) нКл. Найти \(E\) на расстоянии \(r = 0{,}3\) м.

Визуализация: силовые линии

Перетаскивайте заряды мышью. Выбирайте предустановки. Наведите курсор -- увидите вектор \(\vec{E}\) в этой точке.

Принцип суперпозиции (KEY -- ученики здесь путаются!)

Проще: напряжённости СКЛАДЫВАЕМ КАК СТРЕЛКИ (по правилу параллелограмма). Потенциалы складываем как числа (со знаками).

Это ГЛАВНОЕ отличие: \(\vec{E}\) -- вектор, \(\varphi\) -- скаляр!

Пример: два одинаковых заряда +q на расстоянии 2d

В середине между ними:

• \(E_1 = kq/d^2\) направлено ВПРАВО (от левого заряда)
• \(E_2 = kq/d^2\) направлено ВЛЕВО (от правого заряда)
• \(E = E_1 - E_2 = 0\) -- компенсация!
• Потенциал: \(\varphi = 2kq/d\) -- НЕ ноль! (потенциалы складываются как числа)

Пример: +q и --q на расстоянии 2d (диполь):

• В середине: оба \(\vec{E}\) направлены в одну сторону (от + к --), поэтому \(E = 2kq/d^2\)
• Потенциал: \(\varphi = kq/d + k(-q)/d = 0\)

На серединном перпендикуляре (для +q +q): складываем по правилу параллелограмма. Горизонтальные компоненты компенсируются, вертикальные складываются.

Мини-задача

Два заряда \(+q\) и \(+q\) на расстоянии \(2d\). Чему равна \(E\) в середине между ними?

Подсказка: векторы напряжённости направлены в противоположные стороны!

Основные формулы

Проще: потенциал -- «энергия на единичный заряд». Напряжение -- разность потенциалов. Работа = заряд * напряжение.

• Потенциал -- скаляр. У «+» заряда \(\varphi > 0\), у «--» заряда \(\varphi < 0\).
• Связь с напряжённостью: \(E = -\Delta\varphi / \Delta x\), в однородном поле: \(U = Ed\).
• Эквипотенциальные поверхности перпендикулярны силовым линиям.

Мини-задача

Заряд \(q = 5\) мкКл перемещается из точки с \(\varphi_1 = 200\) В в точку с \(\varphi_2 = 50\) В. Работа поля \(A\) (в мДж)?

Основные формулы

Проще: конденсатор -- это «банка для заряда». Ёмкость \(C\) -- сколько заряда помещается на каждый вольт. Больше площадь \(S\) -- больше \(C\). Больше расстояние \(d\) -- меньше \(C\). Диэлектрик \(\varepsilon\) увеличивает \(C\).

• \(\varepsilon_0 = 8{,}85 \cdot 10^{-12}\) Ф/м
• Напряжённость внутри: \(E = U/d = q/(\varepsilon\varepsilon_0 S)\)
• Энергия поля: \(W = \varepsilon\varepsilon_0 E^2 V / 2\), где \(V = Sd\) -- объём между пластинами

Мини-задача

\(C = 20\) мкФ, \(U = 100\) В. Заряд конденсатора \(q\) (в мКл)?

ШАГ 0: конденсатор подключён или отключён?

Это самый первый вопрос в любой задаче про конденсатор. Не угадывай формулу энергии — сначала реши, что у тебя зафиксировано.

Проще: пока провода идут к батарейке — батарейка держит напряжение (U не меняется, а заряд она докачает или заберёт). Как только провода сняли — заряду некуда деться (q застрял, а напряжение пляшет).

• Ключевые слова «подключён к источнику / к батарее / U поддерживается» → \(U = \text{const}\). Бери формулу с U: \(W = CU^2/2\), а заряд считай как \(q = CU\).
• Ключевые слова «отключили / отсоединили / зарядили и убрали провода» → \(q = \text{const}\). Бери формулу с q: \(W = q^2/2C\), а напряжение считай как \(U = q/C\).
• Правило выбора формулы: в формуле энергии оставляй ту букву, которая НЕ меняется (U при подключённом, q при отключённом). Тогда подставлять можно прямо новое \(C\).

Что происходит с энергией при вводе диэлектрика \(\varepsilon\):

• Подключён (U = const): \(C\uparrow\) в \(\varepsilon\) раз, поэтому \(W = CU^2/2\) РАСТЁТ в \(\varepsilon\) раз (энергию докачивает батарейка).
• Отключён (q = const): \(C\uparrow\) в \(\varepsilon\) раз, поэтому \(W = q^2/2C\) ПАДАЕТ в \(\varepsilon\) раз (диэлектрик «втягивается», поле само совершает работу).

Проще про знак энергии: энергия меняется, если кто-то совершает работу. Подключён — работает батарейка (она и качает энергию: с диэлектриком \(W\) растёт). Отключён — батарейки нет, поэтому: если ты сам тянешь пластины (раздвигаешь \(d\)) — энергия растёт за счёт твоей работы; если диэлектрик сам втягивается — он «отдаёт» работу наружу, и энергия поля падает.

КЛЮЧЕВОЕ: подключён vs отключён

Проще: подключён -- напряжение держит батарейка (U = const). Отключён -- заряду некуда деться (q = const).

Как запомнить:

• U = const: батарейка «подкачивает» или «забирает» заряд. Что бы вы ни делали с конденсатором -- U не изменится.
• q = const: конденсатор изолирован. Заряду некуда деться -- он остаётся тем же. Меняется U.
• Формула \(E = U/d\) или \(E = q/(\varepsilon\varepsilon_0 S)\) -- выбирайте ту, где фиксированная величина!

Мини-задача: подключённый конденсатор

\(C = 10\) мкФ, \(U = 100\) В. Расстояние между пластинами увеличили в 3 раза, конденсатор остаётся подключённым. Новая энергия \(W'\) (в мДж)?

Мини-задача: отключённый конденсатор

\(C = 10\) мкФ, \(U = 100\) В. Конденсатор отключили. Вставили диэлектрик \(\varepsilon = 2\). Новое напряжение \(U'\) (в В)?

Тренируем ШАГ 0: энергия в двух режимах

Сначала спроси себя «подключён или отключён?», выбери нужную формулу и считай. \(\varepsilon_0\) не нужен — всё через \(C\), \(U\), \(q\).

1. Отключён, ввод диэлектрика (энергия ПАДАЕТ). \(C = 4\) мкФ, зарядили до \(U = 100\) В и отключили. Вставили диэлектрик \(\varepsilon = 2\). Новая энергия \(W'\) (в мДж)?

Отключён → \(q = CU = 4{\cdot}10^{-4}\) Кл (const), \(C' = 2C = 8\) мкФ. \(W' = q^2/2C' = (4{\cdot}10^{-4})^2/(2{\cdot}8{\cdot}10^{-6}) = 0{,}01\) Дж = 10 мДж. Было \(CU^2/2 = 20\) мДж — энергия упала вдвое.

2. Подключён, ввод диэлектрика (энергия РАСТЁТ). \(C = 4\) мкФ, \(U = 100\) В, конденсатор остаётся подключённым. Вставили диэлектрик \(\varepsilon = 2\). Новая энергия \(W'\) (в мДж)?

Подключён → \(U = 100\) В (const), \(C' = 2C = 8\) мкФ. \(W' = C'U^2/2 = 8{\cdot}10^{-6}{\cdot}10^4/2 = 0{,}04\) Дж = 40 мДж. Было 20 мДж — энергия выросла вдвое (тот же диэлектрик, но другой режим!).

3. Отключён, раздвигаем пластины (энергия РАСТЁТ). \(C = 20\) мкФ, \(U = 50\) В, отключили. Расстояние между пластинами увеличили в 2 раза. Новая энергия \(W'\) (в мДж)?

Отключён → \(q = CU = 10^{-3}\) Кл (const), \(d\) вырос вдвое → \(C' = C/2 = 10\) мкФ. \(W' = q^2/2C' = (10^{-3})^2/(2{\cdot}10^{-5}) = 0{,}05\) Дж = 50 мДж. Было 25 мДж — мы совершали работу, раздвигая притягивающиеся пластины.

4. Ловушка (тот самый случай). \(C = 2\) мкФ, зарядили до \(U = 300\) В и отключили. Вставили диэлектрик \(\varepsilon = 3\). Найди новую энергию \(W'\) (в мДж). Не используй старое \(U\)!

Отключён → \(q = CU = 6{\cdot}10^{-4}\) Кл (const), \(C' = 3C = 6\) мкФ. Правильно: \(W' = q^2/2C' = (6{\cdot}10^{-4})^2/(2{\cdot}6{\cdot}10^{-6}) = 0{,}03\) Дж = 30 мДж. Ошибка \(CU'^2/2\) со старым \(U\): дала бы 270 мДж — в 9 раз больше!

Параллельное и последовательное

Проще: у конденсаторов ВСЁ НАОБОРОТ по сравнению с резисторами! Параллельно -- ёмкости складываются (как сопротивления последовательно). Последовательно -- складываются обратные ёмкости.

Два одинаковых: параллельно \(C = 2C_1\), последовательно \(C = C_1/2\).

Мини-задача

\(C_1 = 3\) мкФ и \(C_2 = 6\) мкФ соединены последовательно. Общая ёмкость (мкФ)?

Основная формула

Проще: ток -- это «поток зарядов». Чем больше напряжение (давление) -- тем больше ток. Чем больше сопротивление (препятствие) -- тем меньше ток.

• \(I\) -- ток (А), \(U\) -- напряжение (В), \(R\) -- сопротивление (Ом)
• Удельное сопротивление: \(R = \rho l/S\) (\(\rho\) -- удельное сопротивление, \(l\) -- длина, \(S\) -- площадь сечения)

Мини-задача

Резистор \(R = 50\) Ом, напряжение \(U = 10\) В. Ток (в мА)?

Формулы

Проще: внутреннее сопротивление «ворует» часть напряжения. Чем больше ток -- тем больше «ворует». При коротком замыкании ВСЁ напряжение падает на внутреннем сопротивлении: \(I_{\text{кз}} = \mathscr{E}/r\).

• \(\mathscr{E}\) -- ЭДС источника (В), \(r\) -- внутреннее сопротивление (Ом)
• КПД источника: \(\eta = \dfrac{R}{R + r} = \dfrac{U}{\mathscr{E}}\)
• Максимальная мощность на нагрузке: при \(R = r\), тогда \(\eta = 50\%\)

Мини-задача

\(\mathscr{E} = 12\) В, \(r = 2\) Ом, \(R = 4\) Ом. Напряжение на внешней цепи \(U\) (в В)?

ЯКОРЬ: сначала \(R_{\text{общ}}\), потом один общий ток

Нельзя брать ток через ОДИН резистор по ОБЩЕМУ напряжению. Сначала сворачиваешь всю цепь в одно \(R_{\text{общ}}\), и только потом находишь ток.

Проще: общее напряжение \(U\) приходится на ВСЮ цепь, а не на один резистор. Поэтому \(I \ne U/R_1\). Сначала собери всё сопротивление вместе, найди главный ток — а уже потом распределяй \(U\) и \(I\) по элементам.

Порядок действий (всегда одинаковый):

1. Найди \(R_{\text{общ}}\): сверни параллельные группы, сложи последовательные.
2. Найди общий ток: \(I = \dfrac{U}{R_{\text{общ}}}\) (или \(I = \dfrac{\mathscr{E}}{R_{\text{общ}} + r}\) для полной цепи).
3. Разверни обратно. Последовательный участок: через него идёт весь \(I\), \(U_k = I R_k\). Параллельная группа: на ней общее \(U_{\text{гр}} = I R_{\text{гр}}\), а ток ветки \(I_k = \dfrac{U_{\text{гр}}}{R_k}\).

Подсказка для проверки: ток через отдельный резистор НИКОГДА не больше тока, выходящего из источника. Если получилось больше — почти наверняка делили общее \(U\) не на то \(R\).

Последовательное и параллельное

Проще: последовательно = «друг за другом» (ток один, напряжения складываются). Параллельно = «рядом» (напряжение одно, токи складываются).

Для двух параллельных: \(R = \dfrac{R_1 R_2}{R_1 + R_2}\) (произведение / на сумму).

Мини-задача

\(R_1 = 6\) Ом и \(R_2 = 3\) Ом соединены параллельно. Общее \(R\) (Ом)?

Тренируем якорь: сначала \(R_{\text{общ}}\), потом общий ток

В каждой задаче: шаг 1 — собери \(R_{\text{общ}}\), шаг 2 — найди общий ток, шаг 3 — разверни обратно. Источник идеальный (\(r = 0\)).

1. Последовательная цепь, ток. \(R_1 = 10\) Ом и \(R_2 = 20\) Ом соединены последовательно, напряжение на цепи \(U = 30\) В. Ток через \(R_1\) (А)?

\(R_{\text{общ}} = R_1 + R_2 = 30\) Ом. \(I = U/R_{\text{общ}} = 30/30 = 1\) А. Последовательно — ток один на всех, через \(R_1\) тоже 1 А (а НЕ \(30/10 = 3\) А!).

2. Та же ловушка наоборот — найди U на одном резисторе. \(R_1 = 2\) Ом, \(R_2 = 3\) Ом, \(R_3 = 5\) Ом последовательно, \(U = 20\) В. Напряжение на \(R_2\) (В)?

\(R_{\text{общ}} = 2+3+5 = 10\) Ом. \(I = 20/10 = 2\) А (общий). \(U_2 = I R_2 = 2{\cdot}3 = 6\) В.

3. Смешанная цепь — общий ток. \(R_1 = 4\) Ом и \(R_2 = 4\) Ом параллельно, последовательно с \(R_3 = 6\) Ом. \(U = 24\) В. Общий ток в цепи (А)?

\(R_{12} = 4{\cdot}4/(4+4) = 2\) Ом. \(R_{\text{общ}} = R_{12} + R_3 = 2 + 6 = 8\) Ом. \(I = U/R_{\text{общ}} = 24/8 = 3\) А.

4. Та же цепь — разворачиваем до ветки. Те же данные (\(R_1 = R_2 = 4\) Ом параллельно, \(R_3 = 6\) Ом последовательно, \(U = 24\) В). Ток через \(R_1\) (А)?

Общий ток \(I = 3\) А идёт через \(R_3\) и всю параллельную группу. \(U_{12} = I R_{12} = 3{\cdot}2 = 6\) В. \(I_1 = U_{12}/R_1 = 6/4 = 1{,}5\) А. (Делим напряжение ГРУППЫ на \(R_1\), а не общее \(U = 24\) В!)

5. Ловушка из пробника. \(R_1 = 20\) Ом и \(R_2 = 30\) Ом соединены последовательно, на всю цепь подано \(U = 100\) В. Чему равен ток через \(R_1\) (А)? Не дели \(U\) на \(R_1\)!

Правильно: \(R_{\text{общ}} = 50\) Ом, \(I = 100/50 = 2\) А. Ошибка \(U/R_1 = 100/20 = 5\) А — это завышение в 2,5 раза. Ток через резистор не может быть больше тока из источника!

Формулы мощности

Проще: мощность -- сколько энергии расходуется каждую секунду. Три формулы для разных ситуаций: если знаешь U и I -- используй \(P = UI\). Если \(I\) и \(R\) -- \(P = I^2R\). Если \(U\) и \(R\) -- \(P = U^2/R\).

• Последовательное соединение (I = const): больше мощность у того, у кого больше \(R\) (\(P = I^2R\))
• Параллельное соединение (U = const): больше мощность у того, у кого меньше \(R\) (\(P = U^2/R\))

Мини-задача

Ток \(I = 2\) А, \(R = 10\) Ом, время \(t = 5\) мин. Выделенное тепло \(Q\) (кДж)?

Формула

Где \(B\) -- магнитная индукция (Тл), \(I\) -- ток (А), \(l\) -- длина проводника (м), \(\alpha\) -- угол между проводником и вектором \(\vec{B}\).

Проще: магнитное поле толкает провод с током в сторону. Направление -- по правилу левой руки: четыре пальца по току, ладонь к вектору B, большой палец -- направление силы.

• Если \(\alpha = 90°\) (провод перпендикулярен B): \(F = BIl\) -- максимальная сила.
• Если \(\alpha = 0°\) (провод параллелен B): \(F = 0\) -- сила равна нулю!
• Два параллельных тока: в одном направлении -- притягиваются, в разных -- отталкиваются.

Мини-задача

\(B = 0{,}5\) Тл, \(I = 4\) А, \(l = 0{,}2\) м, \(\alpha = 90°\). Сила Ампера \(F\) (Н)?

Формула

Где \(q\) -- заряд (Кл), \(v\) -- скорость (м/с), \(B\) -- индукция (Тл), \(\alpha\) -- угол между \(\vec{v}\) и \(\vec{B}\).

Проще: это «Ампер для одной частицы». Магнитное поле ЗАВОРАЧИВАЕТ заряженную частицу. Направление -- по правилу левой руки (для положительного заряда: четыре пальца по скорости, ладонь к B, большой палец -- сила).

Важно! Сила Лоренца НЕ совершает работы! Она перпендикулярна скорости, поэтому не может ни разогнать, ни затормозить частицу. Кинетическая энергия не меняется.

Мини-задача

Электрон (\(q = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\) Кл) движется со скоростью \(v = 10^7\) м/с перпендикулярно полю \(B = 0{,}01\) Тл. \(F_L\) (в \(10^{-14}\) Н)?

Формулы движения по окружности

Проще: магнитное поле ЗАВОРАЧИВАЕТ заряженную частицу в круг. Чем быстрее частица -- тем больше круг, но ВРЕМЯ ОБОРОТА НЕ МЕНЯЕТСЯ (как это ни парадоксально!). Период \(T\) зависит только от массы, заряда и поля, но НЕ от скорости.

• Если \(\vec{v} \perp \vec{B}\): движение по окружности
• Если \(\vec{v}\) под углом к \(\vec{B}\): движение по спирали (винтовая линия)
• Если \(\vec{v} \parallel \vec{B}\): сила = 0, частица летит прямо

Визуализация: движение заряда

Запустите заряженную частицу в однородное электрическое поле и наблюдайте параболическую траекторию.

Мини-задача

Протон (\(m = 1{,}67 \cdot 10^{-27}\) кг, \(q = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\) Кл) движется со скоростью \(v = 10^6\) м/с перпендикулярно полю \(B = 0{,}1\) Тл. Радиус окружности \(R\) (в см)?

Закон Фарадея

Проще: если магнитный поток через контур меняется -- появляется ЭДС (и ток, если контур замкнут). Быстрее меняется -- больше ЭДС. Знак «--» -- это правило Ленца (ток ПРОТИВ изменения).

• \(\Phi\) -- магнитный поток (Вб), \(B\) -- индукция (Тл), \(S\) -- площадь (м²), \(\alpha\) -- угол между \(\vec{B}\) и нормалью к контуру
• Поток может меняться из-за: изменения B, изменения S, изменения угла \(\alpha\), движения проводника

Задача «рельсы» (классика ЕГЭ)

Проводник длины \(l\) скользит по рельсам со скоростью \(v\) в поле \(B\) (перпендикулярно). Цепь замкнута через сопротивление \(R\).

Тормозящая сила -- это сила Ампера, действующая на проводник с индуцированным током. Она ВСЕГДА противоположна движению (по Ленцу).

Визуализация: рельсы

Проводник скользит по рельсам в магнитном поле. Наблюдайте ЭДС, ток и тормозящую силу.

Мини-задача

\(B = 0{,}5\) Тл, \(l = 0{,}4\) м, \(v = 2\) м/с, \(R = 1\) Ом. ЭДС индукции (В)?

Суть правила

Проще: природа «сопротивляется» изменению. Индукционный ток всегда направлен так, чтобы ПРОТИВОДЕЙСТВОВАТЬ причине, его вызвавшей.

• Подносишь магнит (поток растёт) -- ток создаёт поле, ОТТАЛКИВАЮЩЕЕ магнит.
• Убираешь магнит (поток уменьшается) -- ток создаёт поле, ПРИТЯГИВАЮЩЕЕ магнит.
• Как пружина, которая сопротивляется сжатию/растяжению.

Алгоритм определения направления тока:

1. Определить направление внешнего поля \(\vec{B}_{\text{внеш}}\)
2. Определить, как меняется поток: растёт или убывает?
3. Если растёт -- индукционное поле ПРОТИВ внешнего. Если убывает -- по направлению внешнего.
4. По правилу буравчика определить направление тока из направления \(\vec{B}_{\text{инд}}\)

Мини-задача (качественная)

Магнит северным полюсом приближается к кольцу снизу. Поток через кольцо увеличивается вверх. Направление индукционного тока (если смотреть сверху)?

По Ленцу: поток растёт вверх -- индукционное поле кольца направлено вниз (против внешнего). По правилу буравчика (правой руки): чтобы поле внутри кольца смотрело ВНИЗ, ток при взгляде сверху идёт по часовой стрелке.

Формулы

Проще: катушка (индуктивность) -- «инерция» для тока. Она сопротивляется ИЗМЕНЕНИЮ тока: если ток растёт -- катушка «тормозит», если убывает -- «поддерживает». Аналогия с массой в механике: \(L \leftrightarrow m\), \(I \leftrightarrow v\), \(W_L = LI^2/2 \leftrightarrow mv^2/2\).

• \(L\) -- индуктивность (Гн), \(I\) -- ток (А)
• Энергия магнитного поля катушки: \(W = LI^2/2\)
• При размыкании цепи: ток «пытается» сохраниться, возникает ЭДС самоиндукции (может вызвать искру!)

Мини-задача

Индуктивность \(L = 0{,}5\) Гн, ток \(I = 4\) А. Энергия магнитного поля катушки \(W\) (Дж)?