11.4.4∗. Генератор с ЭДС $\mathscr E = \mathscr E_0 \sin ωt$ в момент $t = 0$ подключают к катушке индуктивности $L$. Определите зависимость тока в цепи от времени. Активным сопротивлением цепи можно пренебречь. Объясните полученный результат.
Решение
Второе правило Кирхгофа:
$$L\frac{di}{dt}=\mathscr E$$
преобразуем к виду
$$di=\frac{\mathscr E_0}{L}\sin\omega t\,dt$$
и интегрируем:
$$i=-\frac{\mathscr E_0}{\omega L}\cos\omega t + C.$$
Постоянную $C$ интегрирования найдем из условия, что в момент включения ток катушки не может измениться скачком [1]. Для $t=0$ предыдущее уравнение записывается так:
После включения на первом полупериоде $di/dt>0$; значит, ток растет. На втором полупериоде $di/dt<0$: ток спадает, причем вследствие симметрии модуля ЭДС относительно момента, равного полупериоду, ток спадает как бы так же, как он рос на первом полупериоде. С момента, равного периоду, процесс повторяется.
Литература
[1] Теоретические основы электротехники. Том 2. К. С. Демирчян, Л. Р. Нейман, Н. В. Коровкин, В. Л. Чечурин. 2003.