Индуктивность

1. Магнитная индукция

1. Приобретите катушку соленоида (с полым сердечником) и магнит-стержень (с маркировкой Северного и Южного полюсов).
2. Приобретите аналоговый биполярный амперметр с индикаторной стрелкой. Стрелка номинально находится в среднем положении при нулевом считывании и будет отклоняться вправо или влево в зависимости от направления протекания тока (положительное показание означает, что ток течет от положительной клеммы к отрицательной клемме внутри амперметра).
3. Подключите оба конца соленоида к клеммам «+» и «-» амперметра, как показано на рисунке Рисунок 1. Подключение может быть выполнено с помощью кабелей с зажимами или банановых заглушек к приемным портам на приборах.
4. Поднесите стержневой магнит ближе к катушке и вставьте его северный конец в сердечник, как показано на рисунке Рисунок 1. Понаблюдайте за амперметром и запишите знак его показаний. Для всех последующих наблюдений всегда записывайте как знак, так и приблизительную величину показаний.
5. Извлеките магнит обратно из катушки и понаблюдайте за показаниями амперметра.
6. Когда магнит со стержнем находится далеко от катушки, переверните его и теперь переместите южный конец ближе к катушке. Вставьте южный конец в сердечник катушки и понаблюдайте за показаниями амперметра.
7. Снова извлеките магнит из катушки и понаблюдайте за показаниями амперметра.
8. Повторите шаги 1.6 и 1.7 выше еще раз (вставьте и извлеките южный полюс магнита), но с более медленной, а затем более высокой скоростью, а также наблюдайте и сравнивайте показания амперметра.

Рисунок 1: Диаграмма, показывающая магнит, движущийся к катушке/от нее, чтобы индуцировать ток в катушке (магнитная индукция).

2. Взаимная индуктивность

1. Возьмите вторую катушку соленоида (называемую катушкой #2) и поднесите ее близко к первой катушке (называемую катушкой #1), как показано на рисунке Рисунок 2. Две катушки выровнены примерно вдоль общей оси.
2. Подключите два конца катушки #2 к источнику постоянного напряжения с помощью переключателя, как показано на рисунке Рисунок 2. Катушка #1 по-прежнему подключена к аналоговому амперметру.
3. Когда переключатель разомкнут, установите источник напряжения на +2 В, затем закройте переключатель, чтобы позволить току протекать в катушке #2, и наблюдайте за показаниями амперметра, подключенного к катушке #1, когда переключатель включен.
4. Теперь откройте переключатель и понаблюдайте за показаниями на амперметре.
5. Установите источник напряжения на −2 В (или поменяйте местами два провода, подключенных к плюсовой и минусовой клеммам источника напряжения, чтобы поменять местами знак напряжения и тока, подаваемых на катушку #1), повторите шаги 2.3 (включение) и 2.4 (выключение) и понаблюдайте за амперметром, подключенным к катушке #1.
6. Теперь вставьте катушку #2 в сердечник катушки #1 как можно полнее, повторите вышеуказанный шаг 2.5 и наблюдайте за показаниями на амперметре, подключенном к катушке #1.

Рисунок 2: Диаграмма, показывающая, что включение или выключение тока в катушке будет индуцировать ток в другой соседней катушке (взаимная индукция).

3. Самоиндуктивность

1. Возьмите лампочку и подключите ее последовательно к амперметру, затем подключите комбинацию к катушке #2 параллельно с источником вольта, как показано на рисунке Рисунок 3. Напряжение на вольт-источнике установлено равным 1 В.
2. Закройте переключатель, чтобы ток протекал через катушку. Лампочка должна быть тусклой, потому что катушка имеет гораздо меньшее сопротивление, чем лампочка, и большая часть тока будет протекать через катушку.
3. Откройте выключатель так, чтобы напряжение было отключено от остальной цепи, и наблюдайте за показаниями лампочки и амперметра, когда выключатель только что размыкнут.

Рисунок 3: Схема, показывающая схему для демонстрации самоиндукции, где отключение тока в катушке индуцирует переходное напряжение и ток в подключенной к ней лампочке.