¿Qué mecanismo ocurre dentro de un inductor desde el punto en que se aplica la diferencia de potencial?

Hay un fenómeno bien conocido y bien estudiado conocido como inducción electromagnética que se describe matemáticamente por Faraday 'Law of Induction .

Esencialmente, si la corriente a través de un bucle de cable está cambiando, el campo magnético asociado que se encuentra en el bucle está cambiando y, según la Ley de Faraday, hay un inducido emf.

Ahora, a tu pregunta:

  

Pero lo que está sucediendo en el conductor para que la fem inducida sea igual   a E? ¿Cuál es la imagen del mecanismo ?

Supongamos que el cable que forma el bucle es un conductor ideal o efectivamente. Ahora, recuerde que puede haber ningún campo eléctrico dentro de un conductor ideal *.

Con la fuente de voltaje E conectada al bucle del cable, la única forma de que no haya un campo eléctrico en el conductor es que haya un campo eléctrico inducido que se cancele con precisión el campo debido a la fuente de voltaje .

Dado que el requisito de una fem inducida es un campo magnético que cambia el tiempo y una corriente de cambio de tiempo asociada, la tasa de tiempo de cambio de la corriente es precisamente el valor requerido para inducir una fem que cancela el voltaje aplicado.

* hay condiciones en las que esto no es cierto pero están fuera del alcance de esta respuesta.

Una resistencia y un inductor resisten el flujo de corriente, pero el inductor se opone a los CAMBIOS en la corriente, mientras que la resistencia simplemente se opone a la MAGNITUD. El inductor se opone a los cambios en la corriente porque los cambios en la corriente causan un campo magnético (o EMF posterior) que se empuja contra la corriente que intenta fluir.

Aquí hay una analogía del inductor: Digamos que presionas a un chico usando una fuerza constante. Si él es un resistor, inmediatamente comienza a moverse a una velocidad constante. Y si dejas de empujarlo, él se detiene de inmediato. Un chico grande (resistencia grande) se mueve lentamente y un chico pequeño se mueve rápido. Fácil de entender, ¿verdad? Ahora, digamos que es un inductor. En el instante en que lo empujas, se siente como un muro de ladrillos, pero luego empieza a moverse cada vez más rápido ... luego dejas de empujarlo y luego continúa moviéndose, pero cada vez más lento y más lento ... hasta que se detiene por su cuenta. Un chico grande (inductor grande) será lento en comparación con un chico pequeño. En esta analogía, la fuerza = Voltaje y velocidad = Corriente. Supongo que se puede decir que una resistencia no tiene propiedades de impulso mientras que un inductor sí lo tiene. Espero que esto ayude ... ahora a las matemáticas ...

Una de las mejores maneras de analizar los circuitos del inductor es usar la ecuación bien conocida para un inductor:

V = L * di / dt

Reorganizando, obtenemos esto: V / L = di / dt

¿Qué significa esto? Significa que la tasa de cambio de corriente a través del inductor es constante e igual a la tensión aplicada dividida por el valor del inductor. Si integramos la ecuación obtenemos: i (t) = V / L * t

Entonces, en el tiempo, la corriente a través de un inductor es una rampa lineal simple (y = mx). Este tipo de análisis se usa principalmente en las fuentes de alimentación en modo conmutado (SMPS) donde el inductor se usa para la conversión de CC / CC (es decir, de 5VDC a 3VDC).

Espero que ayude. Por cierto, en esta figura, el EMF posterior es igual a V porque la fuente de voltaje V es una fuente ideal que disipa cualquier EMF posterior transitorio. Pero tenga en cuenta que, según mi figura, cuando el interruptor se abre, la tensión EMF inversa irá hasta el infinito porque no hay una fuente de tensión ideal para evitar que lo haga. ¿Por qué va al infinito? Debido a que el cambio en la corriente fue infinito (¡el interruptor detuvo la corriente instantáneamente!). V = L * INFINIDAD !!! Entonces, si presionas a un chico inductor y él se está moviendo, no puedes detenerlo instantáneamente porque te arrancará el brazo. (-: Si eres Superman (ideal), supongo que puedes hacerlo. Es por eso que las cargas inductivas producen con frecuencia grandes voltajes que pueden explotar cosas. Cosas divertidas ...

^fromcnx.org
En tu caso, R es la ESR de la batería (es posible que desees que sea cero pero que dejes el mundo real)

Lo que está sucediendo es que los campos eléctricos y magnéticos están interactuando. No creo que puedas modelar eso fácilmente en términos de análogos físicos.