Hvad er induktans
Induktans kaldes et idealiseret element i et elektrisk kredsløb, hvor energien fra et magnetfelt er lagret. Lagring af elektrisk feltenergi eller omdannelse af elektrisk energi til andre typer energi sker ikke i den.
Det, der er tættest på et idealiseret element - induktansen - er et reelt element i et elektrisk kredsløb - induktiv spole.
I modsætning til en induktans lagrer en induktansspole også energien fra det elektriske felt og omdanner den elektriske energi til andre typer energi, specifikt varme.
Kvantitativt er evnen af reelle og idealiserede elementer i et elektrisk kredsløb til at lagre energien af et magnetisk felt karakteriseret ved en parameter kaldet induktans.
Således bruges udtrykket "induktans" som navnet på et idealiseret element i et elektrisk kredsløb, som navnet på en parameter, der kvantitativt karakteriserer dette elements egenskaber, og som navnet på hovedparameteren af en induktiv spole.
Ris. 1. Konventionel grafisk notation af induktans
Forholdet mellem spænding og strøm i en induktiv spole bestemmes loven om elektromagnetisk induktion, hvoraf det følger, at når den magnetiske flux, der trænger ind i den induktive spole ændres, induceres en elektromotorisk kraft e i den, proportional med ændringshastigheden af spolens fluxforbindelse ψ og rettet på en sådan måde, at strømmen forårsaget af det har en tendens til at forhindre en ændring i den magnetiske flux:
e = — dψ / dt
Spolens fluxforbindelse er lig med den algebraiske sum af de magnetiske fluxer, der trænger ind i dens individuelle vindinger:
hvor N er antallet af spolevindinger.
En magnetisk flux F, der penetrerer hver af spolens vindinger, kan i det generelle tilfælde indeholde to komponenter: den magnetiske flux til selvinduktion Fsi og den magnetiske flux af eksterne felter Fvp: F — Fsi + Fvp.
Den første komponent er den magnetiske flux forårsaget af strømmen, der flyder gennem spolen, den anden er bestemt af magnetiske felter, hvis eksistens ikke er relateret til strømmen i spolen - Jordens magnetfelt, magnetfelterne i andre spoler og permanente magneter… Hvis den anden komponent af den magnetiske flux er forårsaget af magnetfeltet i en anden spole, så kaldes det den magnetiske flux af gensidig induktion.
Spoleflux ψ, såvel som magnetisk flux Φ, kan repræsenteres som en sum af to komponenter: selvinduktionsfluxkobling ψsi og ekstern feltfluxkobling ψvp
ψ= ψsi + ψvp
e = esi + dvp,
her er eu selvinduktionens EMF, evp er EMF for eksterne felter.
Hvis de magnetiske fluxer af felterne uden for den induktive spole er lig med nul, og kun den selv-inducerede flux trænger ind i spolen, så EMF af selvinduktion.
Induktansfluxforholdet afhænger af strømmen, der løber gennem spolen. Denne afhængighed, kaldet Weber - amperekarakteristikken for den induktive spole, har generelt en ikke-lineær karakter (fig. 2, kurve 1).
I et bestemt tilfælde, for eksempel for en spole uden en magnetisk kerne, kan denne afhængighed være lineær (fig. 2, kurve 2).
Ris. 2. Karakteristika for den induktive spoles Weber-ampere: 1 — ikke-lineær, 2 — lineær.
I SI-enheder er induktansen udtrykt i henries (H).
Ved analyse af kredsløb tages der normalt ikke højde for værdien af EMF induceret i spolen, men spændingen ved dens terminaler, hvis positive retning er valgt til at falde sammen med strømmens positive retning:
Et idealiseret element i et elektrisk kredsløb - induktans - kan ses som en forenklet model af en induktiv spole, der afspejler spolens evne til at lagre energien fra et magnetisk felt.
For en lineær induktans er spændingen over dens terminaler proportional med strømmens ændringshastighed. Når jævnstrøm løber gennem induktansen, er spændingen over dens terminaler nul, derfor er modstanden af induktansen til jævnstrøm nul.