Što je induktivnost?

Što je induktivnost?

Induktivnost se javlja kada se promjena toka struje iskorištava s ciljem sprječavanja prolaska signala s višim komponentama frekvencije, dok se dopuštaju signali s nižim komponentama frekvencije. Zbog toga se induktor nekad naziva "zglobnikom", jer efektivno sprječava više frekvencije. Uobičajena primjena zglobnika je u krivopoložnom krugu radioamplifikatora, gdje treba da kolektor tranzistora dobije napon konstantne struje (DC) bez dozvoljenja RF (radio frekvencija) signala da se provodi natrag u izvor DC napajača.

Zamislite žicu dugu 1.000.000 milja (oko 1.600.000 kilometara). Zamislite da smo ovu žicu pretvorili u ogromnu petlu, a zatim smo spojili njene krajeve na terminali baterije kako je prikazano na slici 1., te tokom žice.

Ako bismo za ovaj eksperiment koristili kratku žicu, struja bi odmah počela teći, a dosegnula bi razinu ograničenu samo otporom u žici i otporom u bateriji. Međutim, budući da imamo ekstremno dugu žicu, elektroni zahtijevaju neko vrijeme da se provaljuju od negativnog terminala baterije, oko petlje, i natrag do pozitivnog terminala. Stoga će potrebno vrijeme da struja stigne do maksimalne razine.

Magnetno polje proizvedeno od petlje na početku bit će malo, tijekom prvih nekoliko trenutaka kada struja teče samo dijelom petlje. Polje će se povećavati kako elektroni obilaze petlju. Kada elektroni stignu do pozitivnog terminala baterije tako da stalna struja teče oko cijele petlje, količina magnetnog polja dostigneće maksimum i uspostavi se, kao što je prikazano na slici 2. Tada ćemo imati određeni iznos energije pohranjene u magnetnom polju. Iznos pohranjene energije ovisi o induktivnosti petlje, koja ovisi o njenom ukupnom obliku. Induktivnost simboliziramo kao svojstvo ili kao matematičku varijablu pisanjem nagrnata velika slova L. Naša petlja čini induktor. Da bismo skratili "induktor", pišemo velika, ne-nagrnata slova L.

Slika 1. Možemo koristiti ogromnu, imaginarnu petlu žice kako bismo ilustrirali princip induktivnosti

Očigledno, ne možemo napraviti žičnu petlu s opsegom blizu 1.000.000 milja. Ali možemo savijati prilično dugačke dužine žice u kompaktne bobine. Kada to radimo, magnetski fluks za određenu dužinu žice poraste u usporedbi s fluksom proizvedenim jednostrukih petlji, povećavajući induktivnost. Ako stavimo feromagnetski vod unutar bobine žice, možemo povećati gustoću fluksa i još više povećati induktivnost.

Možemo postići vrijednosti L mnogo veće s feromagnetskim vodom nego što možemo dobiti s slične veličine bobine s vazdušnim vodom, čvrstim plastikom ili suhom drvenom osnovom. (Plastik i suho drvo imaju permeabilnosti koje se značajno ne razlikuju od vazduha ili vakua; inženjeri ponekad koriste ove materijale kao osnove bobina ili "oblike" kako bi dodali strukturnu čvrstoću namotaji bez značajno promjene induktivnosti.) Struja koju induktor može podnijeti ovisi o precniku žice. No vrijednost L također ovisi o broju navoja u bobini, precniku bobine i ukupnom obliku bobine.

Ako držimo sve ostale faktore konstantnim, induktivnost helikalne bobine raste u direktnom odnosu s brojem navoja žice. Induktivnost također raste u direktnom odnosu s precnikom bobine. Ako "produžimo" bobinu s određenim brojem navoja i određenim precnikom, zadržavajući sve ostale parametre konstantnim, njezina induktivnost pada. S druge strane, ako "skratimo" produljeniju bobinu, zadržavajući sve ostale faktore konstantnim, induktivnost raste.

Pod normalnim okolnostima, induktivnost bobine (ili bilo kojeg drugog uređaja dizajniranog da funkcionira kao induktor) ostaje konstantna bez obzira na jačinu signala koji primjenjujemo. U ovom kontekstu, "nenormalne okolnosti" odnose se na primjenjeni signal toliko jak da žica induktora istopi, ili da se materijal voda previše zagrijao. Dobra inženjerska logika zahtijeva da takve situacije nikada ne bi trebale nastati u dobro dizajniranom električnom ili elektroničkom sustavu.

Slika 2. Relativni magnetski fluks u i oko ogromne petle žice spojene na izvor struje, kao funkcija vremena.

Izjava: Pozdravljamo original, dobre članke vrijedi podijeliti, ako je došlo do kršenja autorskih prava kontaktirajte za brisanje.