Šta je induktivnost?

Šta je induktivnost?

Induktivnost se javlja kada se promena struje iskoristi sa ciljem sprečavanja prolaženja signala sa višim frekventnim komponentama, dok se dozvoljava prolazak signala sa nižim frekventnim komponentama. Zbog toga se induktor nekada naziva "dušilicom", jer efektivno duši više frekvencije. Jedna od čestih primena dušilice je u krugovima za postavljanje polariteta transistora u radio pojačavacima, gde je potrebno da se kolektor tranzistora snabdeva naponom konstantne struje (DC) bez dopuštanja da RF (radio frekvencijski) signal prođe natrag u izvor DC napona.

Zamislite žicu dug 1.000.000 milja (oko 1.600.000 kilometara). Zamislite da smo ovu žicu pretvorili u ogroman prsten, a zatim smo spojili njeni krajeve na terminalni izvora struje kako je prikazano na Slici 1. te prolećemo struju kroz žicu.

Da smo koristili kratku žicu za ovaj eksperiment, struja bi odmah počela da teče, i dostigli bi nivo ograničen samo otporom u žici i otporom izvora struje. Međutim, budući da imamo izuzetno dugu žicu, elektroni treba neko vreme da pređu od negativnog terminala baterije, oko petlje, i vratice se na pozitivan terminal. Stoga će biti potrebno neko vreme da struja dosegne svoj maksimalni nivo.

Magnetno polje proizvedeno od petlje počinjalo bi malo, tokom prvih nekoliko trenutaka kada struja teče samo kroz deo petlje. Polje bi se jačalo kako bi elektroni obišli petlju. Kada bi elektroni stigli do pozitivnog terminala baterije tako da konstantna struja teče oko cele petlje, količina magnetnog polja dostigne bi svoj maksimum i stabilizirala bi se, kao što je prikazano na Slici 2. Tada bi imali određenu količinu energije skladištenu u magnetnom polju. Količina skladištena energija zavisi od induktivnosti petlje, koja zavisi od njene ukupne veličine. Induktivnost označavamo kao svojstvo ili kao matematičku promenljivu pišući kurzivnu, veliku slova L. Naša petlja predstavlja induktor. Da bi skraćeno napisali "induktor", pišemo veliko, nekurzivno slovo L.

Slika 1. Možemo koristiti ogroman, imaginarni prsten od žice da ilustrujemo princip induktivnosti

Očigledno, ne možemo da napravimo žičan prsten s opsegom blizu 1.000.000 milja. Međutim, možemo savijati relativno dugačke dužine žice u kompaktna svireva. Kada to uradimo, magnetni fluks za datu dužinu žice raste u poređenju sa fluksom proizvedenim jednoslovnim prstenom, povećavajući induktivnost. Ako stavimo feromagnetski štap, nazvan jezičnjak, unutar svireva od žice, možemo povećati gustoću fluksa i još više povećati induktivnost.

Možemo dostići vrednosti L mnogo veće sa feromagnetskim jezičnjakom nego što možemo sa slične veličine svirevom sa jezičnjakom od zraka, čvrstog plastika ili suhe drvene jezičnjak. (Plastik i suha drvo imaju permeabilnosti koje se značajno ne razlikuju od zraka ili vakua; inženjeri ponekad koriste ove materijale kao jezičnjake ili "forme" svireva kako bi dodali strukturnu čvrstoću navijanjima bez značajne promene induktivnosti.) Struja koju induktor može podneti zavisi od prečnika žice. Međutim, vrednost L takođe zavisi od broja navijanja u svirevu, prečnika svireva i ukupnog oblika svireva.

Ako držimo sve ostale faktore konstantnim, induktivnost helikalnog svireva raste direktno proporcionalno broju navijanja žice. Induktivnost takođe raste direktno proporcionalno prečniku svireva. Ako "ispunimo" svirev sa određenim brojem navijanja i određenim prečnikom, ali držimo sve ostale parametre konstantnim, induktivnost pada. Obrnuto, ako "skupimo" produljen svirev, ali držimo sve ostale faktore konstantnim, induktivnost raste.

Pod normalnim uslovima, induktivnost svireva (ili bilo kog drugog uređaja dizajniranog da funkcioniše kao induktor) ostaje konstantna, bez obzira na jačinu signala koji primamo. U ovom kontekstu, "ne-normalni uslovi" odnose se na primljeni signal toliko jak da žica induktora topi, ili materijal jezičnjaka previše zagrije. Dobro inženjersko smišljenje zahteva da takvi uslovi nikada ne bi trebalo da nastanu u dobro dizajniranom električkom ili elektronskom sistemu.

Slika 2. Relativni magnetni fluks unutar i oko ogromnog prstena od žice spojenog na izvor struje, kao funkcija vremena.

Izjava: Poštovanje originala, dobre članke vredne su deljenja, ako postoji kršenje autorskih prava molim kontaktirati za brisanje.