Mis on induktiivsus

Induktiivsust nimetatakse elektriahela idealiseeritud elemendiks, milles on salvestatud magnetvälja energia. Elektrivälja energia salvestamist ega elektrienergia muundamist muudeks energialiikideks selles ei toimu.

Idealiseeritud elemendile lähim asi - induktiivsus - on elektriahela reaalne element - induktiivne mähis.

Erinevalt induktiivsusest salvestab induktiivmähis ka elektrivälja energiat ja muundab elektrienergia teist tüüpi energiaks, täpsemalt soojuseks.

Kvantitatiivselt iseloomustab elektriahela reaalsete ja idealiseeritud elementide võimet salvestada magnetvälja energiat parameeter, mida nimetatakse induktiivsuseks.

Seega kasutatakse terminit "induktiivsus" elektriahela idealiseeritud elemendi nimetusena, selle elemendi omadusi kvantitatiivselt iseloomustava parameetri nimetusena ja induktiivpooli põhiparameetri nimetusena.

Riis. 1. Induktiivsuse tavapärane graafiline tähistus

Määratakse kindlaks pinge ja voolu suhe induktiivmähises elektromagnetilise induktsiooni seadus, millest järeldub, et kui induktiivpooli läbistav magnetvoog muutub, indutseeritakse selles elektromotoorjõud e, mis on võrdeline pooli vooühenduse ψ muutumise kiirusega ja on suunatud nii, et see hoiab ära magnetvoo muutumise:

e = — dψ / dt

Mähise vooühendus on võrdne selle üksikuid pöördeid läbivate magnetvoogude algebralise summaga:

kus N on pooli pöörete arv.

SI ühikute süsteemis väljendatakse magnetvoogu ja voo seost Weberis (Wb).

Magnetvoog F, mis tungib läbi mähise iga pöörde, võib üldjuhul sisaldada kahte komponenti: magnetvoog eneseinduktsiooniks Fsi ja välisväljade Fvp magnetvoog: F - Fsi + Fvp.

Esimene komponent on pooli läbivast voolust põhjustatud magnetvoog, teise määravad magnetväljad, mille olemasolu ei ole seotud mähises oleva vooluga — Maa magnetväli, teiste poolide magnetväljad ja püsimagnetid… Kui magnetvoo teine ​​komponent on põhjustatud teise pooli magnetväljast, siis nimetatakse seda vastastikuse induktsiooni magnetvooks.

Mähise voogu ψ ja ka magnetvoogu Φ saab esitada kahe komponendi summana: iseinduktsiooni vooühendus ψsi ja välise välja voo ühendus ψvp

ψ= ψsi + ψvp

Induktiivpoolis indutseeritud EMF e võib omakorda esitada iseindutseeritud EMF-i summana, mis on põhjustatud iseinduktsiooni magnetvoo muutumisest, ja EMF-i, mis on põhjustatud iseinduktsiooni magnetvoo muutumisest. magnetvoog mähise välistest väljadest:

e = esi + dvp,

siin eu on eneseinduktsiooni EMF, evp on välisväljade EMF.

Kui induktiivpooli väliste väljade magnetvood on võrdsed nulliga ja pooli tungib ainult iseindutseeritud voog, siis ainult Eneseinduktsiooni EMF.

Induktiivvoo seos sõltub mähist läbivast voolust. Sellel sõltuvusel, mida nimetatakse Weberiks - induktiivpooli amprikarakteristik, on üldiselt mittelineaarne iseloom (joonis 2, kõver 1).

Konkreetsel juhul, näiteks ilma magnetsüdamikuta pooli puhul, võib see sõltuvus olla lineaarne (joonis 2, kõver 2).

Riis. 2. Induktiivpooli Weber-ampri karakteristikud: 1 — mittelineaarne, 2 — lineaarne.

SI ühikutes väljendatakse induktiivsust henrides (H).

Vooluahelate analüüsimisel ei võeta tavaliselt arvesse mähises indutseeritud EMF väärtust, vaid selle klemmide pinget, mille positiivne suund on valitud nii, et see langeb kokku voolu positiivse suunaga:

Elektriahela idealiseeritud elementi — induktiivsust — võib vaadelda kui induktiivpooli lihtsustatud mudelit, mis peegeldab pooli võimet salvestada magnetvälja energiat.

Lineaarse induktiivsuse korral on selle klemmide pinge võrdeline voolu muutumise kiirusega. Kui alalisvool voolab läbi induktiivsuse, on selle klemmide pinge null, seega on induktiivsuse takistus alalisvoolule null.