Како израчунати индуктивност

Као што се тело са масом у механици опире убрзању у простору, испољавајући инерцију, тако индуктивност спречава да се струја у проводнику промени, манифестујући ЕМФ самоиндукције. Ово је ЕМФ самоиндукције, који се супротставља и смањењу струје, покушавајући да је одржи, и повећању струје, покушавајући да је смањи.

Чињеница је да се у процесу промене (повећавања или смањења) струје у колу мења и магнетни флукс који ствара ова струја, који је локализован углавном у подручју ограниченом овим колом. А како се магнетни флукс повећава или смањује, он индукује ЕМФ самоиндукције (према Ленцовом правилу — против узрока који га изазива, односно против струје поменуте на почетку), све у истом колу. Индуктивност Л овде се назива фактор пропорционалности између струје И и укупног магнетног флукса Φ, ова струја коју генерише:

Дакле, што је већа индуктивност кола, то је оно јаче од резултујућег магнетног поља, спречава да се струја промени (то је поље које је ствара) и стога ће бити потребно више времена да се струја промени кроз већу индуктивност, са истим примењеним напоном. Тачна је и следећа тврдња: што је већа индуктивност, већи ће бити напон у колу када се магнетни флукс кроз њега промени.

Претпоставимо да мењамо магнетни флукс у одређеном региону константном брзином, па ћемо покривањем овог региона различитим колима добити већи напон на том колу чија је индуктивност већа (на овом принципу ради трансформатор, Румкорф калем итд.).

Али како се израчунава индуктивност петље? Како пронаћи фактор пропорционалности између струје и магнетног флукса? Прва ствар коју треба запамтити је да се индуктивност мења у Хенрију (Х). На прикључцима кола са индуктивношћу од 1 хенри, ако се струја у њему промени за један ампер у секунди, појавиће се напон од 1 волта.

Величина индуктивности зависи од два параметра: од геометријских димензија кола (дужина, ширина, број завоја, итд.) и од магнетних својстава средине (ако се, на пример, унутар кола налази феритно језгро). калем, његова индуктивност ће бити већа, него ако унутра нема језгра).

Да би се израчунала произведена индуктивност, потребно је знати какав ће облик бити сам калем и какву ће магнетну пермеабилност имати медијум унутар њега (релативна магнетна пермеабилност средине је фактор пропорционалности између магнетне пермеабилности вакуума и магнетне пермеабилности пропустљивост дате средине.Наравно, различито је за различите материјале) …

Погледајмо формуле за израчунавање индуктивности најчешћих облика калемова (цилиндрични соленоид, тороид и дуга жица).

Ево формуле за израчунавање индуктивности соленоид — завојнице чија је дужина много већа од пречника:

Као што видите, знајући број завоја Н, дужину намотаја л и површину попречног пресека завојнице С, налазимо приближну индуктивност завојнице без језгра или са језгром, док је магнетна пропустљивост вакуума је константна вредност:

Индуктивност тороидалног намотаја, где је х висина тороида, р је унутрашњи пречник тороида, Р је спољни пречник тороида:

Индуктивност танке жице (полупречник попречног пресека је много мањи од дужине), где је л дужина жице, а р полупречник њеног попречног пресека. Му са индексима и и е су релативне магнетне пермеабилности унутрашње (унутрашње, материјали проводника) и спољашње (спољашње, материјали изван проводника) окружења:

Табела релативне пермитивности ће вам помоћи да процените коју индуктивност можете да очекујете од кола (жице, завојнице) користећи одређени магнетни материјал као језгро: