Hva er induktans

Induktans kalles et idealisert element i en elektrisk krets der energien til et magnetfelt er lagret. Lagring av elektrisk feltenergi eller konvertering av elektrisk energi til andre typer energi skjer ikke i den.

Det som er nærmest et idealisert element - induktansen - er et reelt element i en elektrisk krets - induktiv spole.

I motsetning til en induktans, lagrer en induktansspole også energien til det elektriske feltet og konverterer den elektriske energien til andre typer energi, spesielt varme.

Kvantitativt er evnen til reelle og idealiserte elementer i en elektrisk krets til å lagre energien til et magnetisk felt preget av en parameter kalt induktans.

Dermed brukes begrepet "induktans" som navnet på et idealisert element i en elektrisk krets, som navnet på en parameter som kvantitativt karakteriserer egenskapene til dette elementet, og som navnet på hovedparameteren til en induktiv spole.

Ris. 1. Konvensjonell grafisk notasjon av induktans

Forholdet mellom spenning og strøm i en induktiv spole bestemmes loven om elektromagnetisk induksjon, hvorfra det følger at når den magnetiske fluksen som penetrerer den induktive spolen endres, induseres en elektromotorisk kraft e i den, proporsjonal med endringshastigheten til flukskoblingen til spolen ψ og rettet på en slik måte at strømmen forårsaket av det har en tendens til å forhindre en endring i den magnetiske fluksen:

e = — dψ / dt

Flukskoblingen til spolen er lik den algebraiske summen av de magnetiske fluksene som trenger gjennom dens individuelle svinger:

hvor N er antall spoleomdreininger.

I SI-systemet av enheter uttrykkes magnetisk fluks og flukskobling i Weber (Wb).

En magnetisk fluks F som penetrerer hver av spolens vindinger, i det generelle tilfellet, kan inneholde to komponenter: den magnetiske fluksen for selvinduksjon Fsi og den magnetiske fluksen til eksterne felt Fvp: F — Fsi + Fvp.

Den første komponenten er den magnetiske fluksen forårsaket av strømmen som flyter gjennom spolen, den andre er bestemt av magnetiske felt hvis eksistens ikke er relatert til strømmen i spolen - jordens magnetfelt, magnetfeltene til andre spoler og permanente magneter… Hvis den andre komponenten av den magnetiske fluksen er forårsaket av magnetfeltet til en annen spole, kalles det den magnetiske fluksen av gjensidig induksjon.

Spolefluks ψ, så vel som magnetisk fluks Φ, kan representeres som en sum av to komponenter: selvinduksjonsflukskobling ψsi og ekstern feltflukskobling ψvp

ψ= ψsi + ψvp

EMF e indusert i den induktive spolen kan på sin side representeres som summen av den selvinduserte EMF, som er forårsaket av en endring i den magnetiske fluksen til selvinduksjonen, og EMF forårsaket av en endring i magnetisk fluks fra feltene utenfor spolen:

e = esi + dvp,

her er eu EMF for selvinduksjon, evp er EMF for eksterne felt.

Hvis de magnetiske fluksene til feltene utenfor den induktive spolen er lik null og bare den selvinduserte fluksen trenger inn i spolen, er det bare EMF av selvinduksjon.

Induktansfluksforholdet avhenger av strømmen som flyter gjennom spolen. Denne avhengigheten, kalt Weber - amperekarakteristikken til den induktive spolen, har generelt en ikke-lineær karakter (fig. 2, kurve 1).

I et spesielt tilfelle, for eksempel for en spole uten en magnetisk kjerne, kan denne avhengigheten være lineær (fig. 2, kurve 2).

Ris. 2. Karakteristikk av Weber-amperen til den induktive spolen: 1 — ikke-lineær, 2 — lineær.

I SI-enheter er induktansen uttrykt i henries (H).

Når du analyserer kretser, blir verdien av EMF indusert i spolen vanligvis ikke tatt i betraktning, men spenningen på terminalene, hvis positive retning er valgt for å falle sammen med den positive retningen til strømmen:

Et idealisert element i en elektrisk krets - induktans - kan sees på som en forenklet modell av en induktiv spole, som gjenspeiler spolens evne til å lagre energien til et magnetisk felt.

For en lineær induktans er spenningen over terminalene proporsjonal med endringshastigheten til strømmen. Når likestrøm flyter gjennom induktansen, er spenningen over terminalene null, og derfor er motstanden til induktansen mot likestrøm null.