Mi az induktivitás
Az induktivitást egy elektromos áramkör idealizált elemének nevezzük, amelyben a mágneses mező energiája tárolódik. Az elektromos térenergia tárolása, illetve az elektromos energia másfajta energiává alakítása nem történik meg benne.
Az idealizált elemhez legközelebb álló dolog - az induktivitás - az elektromos áramkör valódi eleme. induktív tekercs.
Az induktivitástól eltérően az induktivitás tekercs az elektromos mező energiáját is tárolja, és az elektromos energiát más típusú energiává, különösen hővé alakítja.
Mennyiségileg az elektromos áramkör valós és idealizált elemeinek képességét a mágneses tér energiájának tárolására az induktivitás nevű paraméter jellemzi.
Így az "induktivitás" kifejezést egy elektromos áramkör idealizált elemének elnevezéseként, egy olyan paraméter neveként használják, amely mennyiségileg jellemzi ennek az elemnek a tulajdonságait, és egy induktív tekercs fő paraméterének neveként.
Rizs. 1. Az induktivitás hagyományos grafikus jelölése
Meghatározzuk az induktív tekercsben lévő feszültség és áram közötti kapcsolatot az elektromágneses indukció törvénye, amiből az következik, hogy amikor az induktív tekercset áthatoló mágneses fluxus megváltozik, abban e elektromotoros erő indukálódik, amely arányos a tekercs fluxuskapcsolatának változási sebességével ψ és úgy irányítva, hogy a hajlamos megakadályozni a mágneses fluxus változását:
e = — dψ / dt
A tekercs fluxuskapcsolata megegyezik az egyes meneteken áthatoló mágneses fluxusok algebrai összegével:
ahol N a tekercsfordulatok száma.
A tekercs mindegyik menetén áthatoló F mágneses fluxus általában két komponensből állhat: az Fsi önindukciós mágneses fluxusból és az Fvp külső mezők mágneses fluxusából: F — Fsi + Fvp.
Az első komponens a tekercsen átfolyó áram által okozott mágneses fluxus, a másodikat olyan mágneses mezők határozzák meg, amelyek létezése nincs összefüggésben a tekercsben lévő árammal - a Föld mágneses tere, más tekercsek mágneses tere és állandó mágnesek… Ha a mágneses fluxus második komponensét egy másik tekercs mágneses tere okozza, akkor azt kölcsönös indukció mágneses fluxusának nevezzük.
A ψ tekercs fluxusa, valamint a Φ mágneses fluxus két komponens összegeként ábrázolható: önindukciós fluxuskapcsolat ψsi és külső tér fluxus kapcsolat ψvp
ψ= ψsi + ψvp
e = esi + dvp,
itt az eu az önindukció EMF-je, az evp a külső mezők EMF-je.
Ha az induktív tekercsen kívüli mezők mágneses fluxusai nullával egyenlőek, és csak az önindukált fluxus hatol át a tekercsen, akkor csak Az önindukció EMF.
Az induktivitás fluxus viszonya a tekercsen átfolyó áramtól függ. Ez a Weber-nek nevezett függőség – az induktív tekercs amperjellemzője – általában nemlineáris jellegű (2. ábra, 1. görbe).
Egy adott esetben, például egy mágneses mag nélküli tekercsnél ez a függés lineáris lehet (2. ábra, 2. görbe).
Rizs. 2. Az induktív tekercs Weber-amperének jellemzői: 1 — nemlineáris, 2 — lineáris.
Az SI-egységekben az induktivitást henry-ben (H) fejezzük ki.
Az áramkörök elemzésekor általában nem a tekercsben indukált EMF értékét veszik figyelembe, hanem a kapcsokon lévő feszültséget, amelynek pozitív irányát úgy választják meg, hogy egybeessen az áram pozitív irányával:
Az elektromos áramkör idealizált eleme – az induktivitás – az induktív tekercs leegyszerűsített modelljének tekinthető, amely tükrözi a tekercs azon képességét, hogy tárolja a mágneses mező energiáját.
Lineáris induktivitás esetén a kapcsain lévő feszültség arányos az áram változási sebességével. Amikor egyenáram folyik át az induktivitáson, a kapcsai feszültsége nulla, ezért az induktivitás egyenárammal szembeni ellenállása nulla.