Vad är induktans
Induktans kallas ett idealiserat element i en elektrisk krets där energin från ett magnetfält är lagrad. Lagring av elektrisk fältenergi eller omvandling av elektrisk energi till andra typer av energi sker inte i den.
Det som ligger närmast ett idealiserat element - induktansen - är ett verkligt element i en elektrisk krets - induktiv spole.
Till skillnad från en induktans lagrar en induktansspole också energin från det elektriska fältet och omvandlar den elektriska energin till andra typer av energi, speciellt värme.
Kvantitativt kännetecknas förmågan hos verkliga och idealiserade element i en elektrisk krets att lagra energin i ett magnetfält av en parameter som kallas induktans.
Således används termen "induktans" som namnet på ett idealiserat element i en elektrisk krets, som namnet på en parameter som kvantitativt karakteriserar egenskaperna hos detta element, och som namnet på huvudparametern för en induktiv spole.
Ris. 1. Konventionell grafisk notation av induktans
Förhållandet mellan spänning och ström i en induktiv spole bestäms lagen om elektromagnetisk induktion, av vilket det följer att när det magnetiska flödet som penetrerar den induktiva spolen ändras, induceras en elektromotorisk kraft e i den, proportionell mot förändringshastigheten för spolens flödeslänkning och riktad på ett sådant sätt att strömmen orsakad av det, tenderar att förhindra en förändring i det magnetiska flödet:
e = — dψ / dt
Spolens flödeslänkning är lika med den algebraiska summan av de magnetiska flöden som penetrerar dess individuella varv:
där N är antalet spolvarv.
Ett magnetiskt flöde F som penetrerar vart och ett av spolvarven, i det allmänna fallet, kan innehålla två komponenter: det magnetiska flödet för självinduktion Fsi och det magnetiska flödet av externa fält Fvp: F — Fsi + Fvp.
Den första komponenten är det magnetiska flödet som orsakas av strömmen som flyter genom spolen, den andra bestäms av magnetiska fält vars existens inte är relaterad till strömmen i spolen — jordens magnetfält, magnetfälten hos andra spolar och permanentmagneter… Om den andra komponenten av det magnetiska flödet orsakas av magnetfältet från en annan spole, så kallas det det magnetiska flödet av ömsesidig induktion.
Spoleflöde ψ, såväl som magnetiskt flöde Φ, kan representeras som en summa av två komponenter: självinduktionsflödeslänkning ψsi och extern fältflödeslänkning ψvp
ψ= ψsi + ψvp
e = esi + dvp,
här är eu EMF för självinduktion, evp är EMF för externa fält.
Om de magnetiska flödena för fälten utanför den induktiva spolen är lika med noll och endast det självinducerade flödet penetrerar spolen, då EMF för självinduktion.
Induktansflödesförhållandet beror på strömmen som flyter genom spolen. Detta beroende, kallat Weber - amperekarakteristiken för den induktiva spolen, har i allmänhet en icke-linjär karaktär (Fig. 2, kurva 1).
I ett särskilt fall, till exempel för en spole utan magnetisk kärna, kan detta beroende vara linjärt (fig. 2, kurva 2).
Ris. 2. Karakteristika för den induktiva spolens Weber-ampere: 1 — icke-linjär, 2 — linjär.
I SI-enheter uttrycks induktansen i henries (H).
Vid analys av kretsar tas vanligtvis inte hänsyn till värdet på EMF som induceras i spolen, men spänningen vid dess terminaler, vars positiva riktning är vald för att sammanfalla med strömmens positiva riktning:
Ett idealiserat element i en elektrisk krets - induktans - kan ses som en förenklad modell av en induktiv spole, som återspeglar spolens förmåga att lagra energin i ett magnetfält.
För en linjär induktans är spänningen över dess terminaler proportionell mot förändringshastigheten för strömmen. När likström flyter genom induktansen är spänningen över dess terminaler noll, varför induktansens motstånd mot likström är noll.