Што е индуктивност?

Што е индуктивност?

Индуктивност се случува кога се искористува промена во токот за цел да се спречкаат сигналите со повисок фреквенција компонент, додека сигналите со понисок фреквенција компонент да можат да минат. Затоа индукторите некогаш се нарекуваат „чоки“, бидејќи ефективно ги спречкуваат повисоките фреквенции. Честа примена на чока е во амплификаторот за радио предвграден циркуит, каде што колекторот на транзисторот треба да биде снабден со DC напон без да се дозволи RF (радио фреквенција) сигналот да се проводи назад во DC напонот.

Претставете си жичка од 1.000.000 милји ( околу 1.600.000 километри) должина. Претставете дека ја правиме оваа жичка во огромна петлица, а потоа ја поврзуваме со краевите до терминалите на батеријата како што е прикажано на Сл. 1, што го приведува токот низ жичката.

Ако користевме кратка жичка за овој експеримент, токот би почнал да текне одмах, а ограничувачкиот фактор би бил само отпорот во жичката и отпорот во батеријата. Но бидејќи имаме екстремно долгa жичка, електроните потребни се време да се пресочат од негативниот терминал на батеријата, низ петлицата, и назад до позитивниот терминал. Затоа, ќе му треба време на токот да се зголеми до својот максимален ниво.

Магнетното поле произведено од петлицата ќе започне малку, за време на првите неколку моменти кога токот текне само низ дел од петлицата. Полето ќе се зголеми како што електроните ќе стигнат низ петлицата. Кога електроните стигнат до позитивниот терминал на батеријата, така што ќе текне постојан ток низ целата петлица, количината на магнетното поле ќе достигне својот максимум и ќе се изравни, како што е прикажано на Сл. 2. Тогаш ќе имаме одредена количина енергија складирана во магнетното поле. Количината на складираната енергија зависи од индуктивноста на петлицата, која зависи од нејзината целосна големина. Индуктивноста, како својство или како математичка променлива, се бележи со курсив, голема буква L. Нашата петлица го конституира индукторот. За да се скрати „индуктор“, пишуваме голема, не-курсива буква L.

Сл. 1. Можеме да користиме огромна, имагинарна петлица од жичка за илустрација на принципот на индуктивноста

Очигледно, не можеме да направиме петлица од жичка со обиколка од околу 1.000.000 милји. Но можеме да намотаме прилично долги должини на жичка во компактни цеви. Кога тоа направиме, магнетниот флукс за дадена должина на жичка ќе се зголеми во споредба со флуксот производен од една-турна петлица, што ја зголемува индуктивноста. Ако поставиме феромагнетен стап наречен ждро внатре во цев од жичка, можеме да зголемиме густината на флуксот и да го подигнеме индуктивноста уште повеќе.

Можеме да ги достигнеме вредности на L многу пати поголеми со феромагнетно ждро него што можеме да ги добиеме со слична големина на цев со ждро од воздух, тврда пластична ждро, или сушена дрвена ждро. (Пластиката и сушеното дрво имаат пермеабилитетски вредности кои малку се разликуваат од воздухот или вакуумот; инженерите понекогаш користат овие материјали како ждра или „форми“ на цеви за да им додадат структурна тврдост на намотавањата без значително да се менува индуктивноста.) Токот што индукторот може да го обработи зависи од дијаметарот на жичката. Но вредноста на L исто така зависи од бројот на намотавања во цевта, дијаметарот на цевта, и целосната форма на цевта.

Ако држиме сите други фактори константни, индуктивноста на хеликална цев се зголемува во директна пропорција со бројот на намотавања на жичката. Индуктивноста исто така се зголемува во директна пропорција со дијаметарот на цевта. Ако „пространим“ цев со одреден број на намотавања и одреден дијаметар, додека држиме сите други параметри константни, неговата индуктивност ќе се намали. Конверзно, ако „скратим“ продужена цев, додека држиме сите други фактори константни, индуктивноста ќе се зголеми.

Под нормални услови, индуктивноста на цев (или било каков друг тип на уред дизајниран да функционира како индуктор) останува константна независно од силата на сигналот што го применуваме. Во овој контекст, „нормални услови“ се односи до применет сигнал толку силен што жичката на индукторот ќе се топи, или материјалот на ждрото ќе се загреја прекомерно. Добриот инженерски смисај бара такви услови никогаш да не се појават во добро дизајниран електричен или електронски систем.

Сл. 2. Релативен магнетен флукс во и околу огромна петлица од жичка поврзана со извор на ток, како функција на времето.

Изјава: Поштовајте оригиналот, добри статии се заслужни за споделување, ако постои нарушување на авторските права се јавете за брисање.