Індуктивність (котушка) в колі змінного струму: формула, схема, графік

При перебігу струму по провіднику завжди навколо рухомих зарядів виникає магнітне поле. Для випадку, коли в колі є місце з кількома витками, навколо них виникає магнітне поле пронизує власний провідник, діючи як додаткова ЕРС крім основного джерела живлення. Під дією цієї ЕРС в провіднику виникає струм самоіндукції, який в разі мережі змінної напруги також носить знакозмінний характер.

Відповідно до правила Ленца, сила самоіндукції в усіх випадках протидіє ситі, що викликала її.

Оскільки ЕРС самоіндукції згідно з цим умовою протидіє змінам в ланцюзі, то в мережі змінного струму цей фактор враховується і позначається як індуктивний опір (ХL), що вимірюється аналогічно активного опору в Омах.

Величина індуктивного опору визначається величиною ЕРС самоіндукції, яка в свою чергу залежить від індуктивності котушки і частоти зміни напруги в котушці.

XL = ω • L,

де L – це індуктивність котушки, вимірюється в Генрі (Гн);

ω – кутова частота змінного струму (рад / сек).

Іншими словами, індуктивний опір тим більше, чим вище частота протікає змінного струму і чим більша кількість витків мається на котушці.

Котушки індуктивності в ланцюгах змінного струму створюють струм самоіндукції, який по фазі випереджає напругу в ланцюзі на кут 90 °. При цьому в різні періоди зміни базового напруги в котушці спочатку відбувається накопичення енергії (при зростанні напруги в будь-яку сторону), а потім віддача її назад в мережу (під час зменшення напруги в бік нуля).

Таким чином, якщо знехтувати власним активним опором провідника котушки, в середньому вона не споживає електроенергію, а лише змінює характеристики і характер проходить струму в ланцюзі в часі.

Тобто, вся збережена в котушці в перший період енергія потім віддається назад в електричну мережу.

Це властивість дозволило широко використовувати котушки індуктивності в електротехніці для безлічі цілей:

– в якості основного накопичує елемента в стабілізаторах, що дозволяє перетворювати рівні напруги;

– кілька пов’язаних між собою індуктивно котушок утворюють трансформатор;

– в якості електромагнітів;

– в радіозв’язку для прийому і випромінювання електромагнітних хвиль (кільцева антена, магнітна антена);

– для виявлення магнітних полів;

– для нагріву проводять струм в печах індукційного типу і багато ін.

При виборі підходящої для тих чи інших цілей котушки (індуктивності) необхідно враховувати частоту в мережі, власні характеристики котушки (резонансна частота, індуктивність, допустимий струм, що накопичується потужність і т.д.).

Ссылка на основную публикацию