Ce este inductanța
Inductanța se numește element idealizat al unui circuit electric în care este stocată energia unui câmp magnetic. Stocarea energiei câmpului electric sau conversia energiei electrice în alte tipuri de energie nu are loc în acesta.
Cel mai apropiat lucru de un element idealizat - inductanța - este un element real al unui circuit electric - bobină inductivă.
Spre deosebire de inductanță, o bobină de inductanță stochează și energia câmpului electric și transformă energia electrică în alte tipuri de energie, în special căldură.
Cantitativ, capacitatea elementelor reale și idealizate ale unui circuit electric de a stoca energia unui câmp magnetic este caracterizată de un parametru numit inductanță.
Astfel, termenul „inductanță” este folosit ca denumire a unui element idealizat al unui circuit electric, ca denumire a unui parametru care caracterizează cantitativ proprietățile acestui element și ca denumire a parametrului principal al unei bobine inductive.
Orez. 1. Notarea grafică convențională a inductanței
Se determină relația dintre tensiune și curent într-o bobină inductivă legea inducției electromagnetice, din care rezultă că atunci când fluxul magnetic care pătrunde în bobina inductivă se modifică, în aceasta este indusă o forță electromotoare e, proporțională cu viteza de modificare a legăturii de flux a bobinei ψ și dirijată în așa fel încât curentul cauzat de it , tinde să prevină o modificare a fluxului magnetic:
e = — dψ / dt
Legătura de flux a bobinei este egală cu suma algebrică a fluxurilor magnetice care pătrund în spirele sale individuale:
unde N este numărul de spire a bobinei.
Un flux magnetic F care pătrunde în fiecare dintre spirele bobinei, în cazul general, poate conține două componente: fluxul magnetic pentru autoinducție Fsi și fluxul magnetic al câmpurilor externe Fvp: F — Fsi + Fvp.
Prima componentă este fluxul magnetic cauzat de curentul care curge prin bobină, a doua este determinată de câmpurile magnetice a căror existență nu are legătură cu curentul din bobină - câmpul magnetic al Pământului, câmpurile magnetice ale altor bobine și magneți permanenți… Dacă a doua componentă a fluxului magnetic este cauzată de câmpul magnetic al altei bobine, atunci se numește flux magnetic de inducție reciprocă.
Fluxul bobinei ψ, precum și fluxul magnetic Φ, pot fi reprezentate ca o sumă a două componente: legătura de flux de auto-inducție ψsi și legătura de flux de câmp extern ψvp
ψ= ψsi + ψvp
e = esi + dvp,
aici eu este EMF de auto-inducție, evp este EMF de câmpuri externe.
Dacă fluxurile magnetice ale câmpurilor externe bobinei inductive sunt egale cu zero și numai fluxul autoindus pătrunde în bobină, atunci numai EMF de auto-inducere.
Relația fluxului de inductanță depinde de curentul care curge prin bobină. Această dependență, numită Weber - caracteristica amperului bobinei inductive, are în general un caracter neliniar (Fig. 2, curba 1).
Într-un caz particular, de exemplu, pentru o bobină fără miez magnetic, această dependență poate fi liniară (Fig. 2, curba 2).
Orez. 2. Caracteristicile amperului Weber al bobinei inductive: 1 — neliniar, 2 — liniar.
În unitățile SI, inductanța este exprimată în henri (H).
La analizarea circuitelor, valoarea EMF indusă în bobină nu este de obicei luată în considerare, ci tensiunea la bornele acesteia, a cărei direcție pozitivă este aleasă să coincidă cu direcția pozitivă a curentului:
Un element idealizat al unui circuit electric - inductanța - poate fi văzut ca un model simplificat al unei bobine inductive, reflectând capacitatea bobinei de a stoca energia unui câmp magnetic.
Pentru o inductanță liniară, tensiunea la bornele sale este proporțională cu rata de schimbare a curentului. Când curentul continuu trece prin inductanță, tensiunea la bornele acesteia este zero, prin urmare rezistența inductanței la curentul continuu este zero.