Шта је индуктивност

Индуктивност се назива идеализовани елемент електричног кола у коме је ускладиштена енергија магнетног поља. У њему се не дешава складиштење енергије електричног поља или претварање електричне енергије у друге врсте енергије.

Најближа ствар идеализованом елементу - индуктивности - је прави елемент електричног кола - индуктивни калем.

За разлику од индуктивности, индуктивни калем такође складишти енергију електричног поља и претвара електричну енергију у друге врсте енергије, посебно топлоту.

Квантитативно, способност реалних и идеализованих елемената електричног кола да складиште енергију магнетног поља карактерише параметар који се назива индуктивност.

Дакле, термин „индуктивност“ се користи као назив идеализованог елемента електричног кола, као назив параметра који квантитативно карактерише својства овог елемента и као назив главног параметра индуктивног намотаја.

Пиринач. 1. Конвенционално графичко означавање индуктивности

Утврђује се однос између напона и струје у индуктивном калему закон електромагнетне индукције, из чега следи да се при промени магнетног флукса који продире у индуктивни калем, у њему индукује електромоторна сила е, сразмерна брзини промене флуксне везе калема ψ и усмерена тако да струја изазвана има тенденцију да спречи промену магнетног флукса:

е = — дψ / дт

Веза флукса завојнице једнака је алгебарском збиру магнетних флуксова који продиру кроз његове појединачне завоје:

где је Н број завоја калема.

У СИ систему јединица, магнетни флукс и веза флукса су изражени у Веберу (Вб).

Магнетни флукс Ф који продире у сваки од завоја калема, у општем случају, може да садржи две компоненте: магнетни флукс за самоиндукцију Фси и магнетни ток спољашњих поља Фвп: Ф — Фси + Фвп.

Прва компонента је магнетни флукс изазван струјом која тече кроз калем, друга је одређена магнетним пољима чије постојање није повезано са струјом у калему — магнетно поље Земље, магнетна поља других калемова и трајни магнети… Ако је друга компонента магнетног флукса узрокована магнетним пољем другог намотаја, онда се назива магнетни ток међусобне индукције.

Флукс завојнице ψ, као и магнетни флукс Φ, могу се представити као збир две компоненте: везе флукса самоиндукције ψси и везе флукса спољашњег поља ψвп

ψ= ψси + ψвп

ЕМФ е индукована у индуктивном калему, заузврат, може се представити као збир самоиндукованог ЕМФ-а, који је узрокован променом магнетног флукса самоиндукције, и ЕМФ изазван променом у магнетни флукс из поља изван завојнице:

е = еси + двп,

овде је еу ЕМФ самоиндукције, евп је ЕМФ спољашњих поља.

Ако су магнетни флуксеви поља изван индуктивног намотаја једнаки нули и само самоиндуковани флукс продире у калем, онда само ЕМФ самоиндукције.

Однос флукса индуктивности зависи од струје која тече кроз калем. Ова зависност, названа Вебер - амперска карактеристика индуктивног калема, углавном има нелинеарни карактер (слика 2, крива 1).

У посебном случају, на пример, за калем без магнетног језгра, ова зависност може бити линеарна (слика 2, крива 2).

Пиринач. 2. Карактеристике Вебер-ампера индуктивног калема: 1 — нелинеарни, 2 — линеарни.

У СИ јединицама, индуктивност се изражава у хенрима (Х).

Када се анализирају кола, обично се не узима у обзир вредност ЕМФ индуковане у завојници, већ напон на његовим прикључцима, чији је позитиван смер изабран тако да се поклапа са позитивним смером струје:

Идеализовани елемент електричног кола — индуктивност — може се посматрати као поједностављени модел индуктивног намотаја, који одражава способност завојнице да складишти енергију магнетног поља.

За линеарну индуктивност, напон на њеним терминалима је пропорционалан брзини промене струје. Када једносмерна струја тече кроз индуктивност, напон на њеним терминалима је нула, стога је отпор индуктивности једносмерној струји нула.