ความเหนี่ยวนำร่วมกันคือปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อมีแรงดันไฟฟ้าอินดักทีฟ (EMF) ถูกเหนี่ยวนำในวงจรลวดหนึ่งเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าในวงจรลวดอีกวงจรหนึ่งที่อยู่ใกล้เคียง โดยที่ฟลักซ์จากกระแสไฟฟ้าในวงจรลวดหนึ่งจะเชื่อมโยงกับวงจรลวดอีกวงจรหนึ่ง
ความเหนี่ยวนำร่วมกัน เป็นอัตราส่วนระหว่างแรงดันไฟฟ้าอินดักทีฟที่เกิดขึ้นในวงจรลวดหนึ่งต่ออัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าในวงจรลวดอีกวงจรหนึ่งที่อยู่ใกล้เคียง โดยที่สองวงจรลวดนี้สามารถเชื่อมโยงฟลักซ์ได้
เมื่อมีกระแสไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาในวงจรลวดหนึ่ง ฟลักซ์ที่เปลี่ยนแปลงตามเวลานั้นจะเชื่อมโยงกับวงจรลวดเอง และจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าอินดักทีฟในวงจรลวดนั้น แรงดันไฟฟ้านี้ถูกมองว่าเป็นแรงดันตกคร่อมวงจรลวดหรืออินดักเตอร์ แต่มันไม่ใช่เรื่องที่ปฏิบัติได้ว่าวงจรลวดหนึ่งจะเชื่อมโยงเฉพาะกับฟลักซ์ที่เปลี่ยนแปลงของตัวเองเท่านั้น เมื่อมีกระแสไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาไหลผ่านวงจรลวดอีกวงจรหนึ่งที่วางอยู่ใกล้วงจรลวดแรก ฟลักซ์ที่เกิดขึ้นจากวงจรลวดที่สองอาจเชื่อมโยงกับวงจรลวดแรกด้วย ฟลักซ์ที่เปลี่ยนแปลงนี้จากวงจรลวดที่สองจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าอินดักทีฟในวงจรลวดแรก ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าความเหนี่ยวนำร่วมกัน และแรงดันไฟฟ้าอินดักทีฟที่เกิดขึ้นในวงจรลวดหนึ่งเนื่องจากกระแสไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาในวงจรลวดอื่นเรียกว่าแรงดันไฟฟ้าอินดักทีฟร่วมกัน หากวงจรลวดแรกยังเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา แรงดันไฟฟ้ารวมในวงจรลวดแรกจะเป็นผลรวมของแรงดันไฟฟ้าอินดักทีฟของตัวเองและแรงดันไฟฟ้าอินดักทีฟร่วมกัน
พิจารณาวงจรลวดหนึ่งที่มีความเหนี่ยวนำของตัวเอง L1 และวงจรลวดอีกวงจรหนึ่งที่มีความเหนี่ยวนำของตัวเอง L2 ตอนนี้เราจะพิจารณาว่ามีแกนแม่เหล็กที่มีความต้านทานแม่เหล็กต่ำซึ่งเชื่อมโยงทั้งสองวงจรลวดเข้าด้วยกันในลักษณะที่ฟลักซ์ทั้งหมดที่สร้างขึ้นโดยวงจรลวดหนึ่งจะเชื่อมโยงกับวงจรลวดอีกวงจรหนึ่ง นั่นคือไม่มีการรั่วไหลของฟลักซ์ในระบบ
ตอนนี้เราจะใช้กระแสไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาที่วงจรลวด 1 ขณะที่วงจรลวด 2 เปิดวงจร แรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำขึ้นที่วงจรลวด 1 จะเป็น
ตอนนี้เราจะเปิดวงจรลวดแรกและใช้กระแสไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาในวงจรลวด 2 ฟลักซ์ที่สร้างขึ้นโดยวงจรลวด 2 จะเชื่อมโยงกับวงจรลวด 1 ผ่านแกนแม่เหล็ก และเป็นผลให้แรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำในวงจรลวด 1 จะเป็น
ที่นี่ M คือสัมประสิทธิ์ของความเหนี่ยวนำร่วมกันหรือในทางสั้น ๆ คือความเหนี่ยวนำร่วมกัน ตอนนี้โดยไม่รบกวนแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าที่วงจรลวด 2 เราเชื่อมต่อแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาที่วงจรลวด 1 ในสถานการณ์นี้จะมีแรงดันไฟฟ้าอินดักทีฟที่เกิดขึ้นเองในวงจรลวด 1 เนื่องจากกระแสไฟฟ้าของตัวเองและแรงดันไฟฟ้าอินดักทีฟร่วมกันในวงจรลวด 1 จากกระแสไฟฟ้าในวงจรลวด 2 ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำขึ้นในวงจรลวด 1 คือ
แรงดันไฟฟ้าอินดักทีฟร่วมกันอาจเป็นการเพิ่มหรือลดลงขึ้นอยู่กับขั้วของวงจรลวด การแสดงออกของ M คือ
การแสดงออกนี้ถูกยืนยันเฉพาะเมื่อฟลักซ์ทั้งหมดที่สร้างขึ้นโดยวงจรลวดหนึ่งเชื่อมโยงกับวงจรลวดอีกวงจรหนึ่ง แต่ในทางปฏิบัติมันไม่สามารถเชื่อมโยงฟลักซ์ทั้งหมดของวงจรลวดหนึ่งกับวงจรลวดอีกวงจรหนึ่งได้เสมอไป ค่าความเหนี่ยวนำร่วมกันจริงขึ้นอยู่กับปริมาณฟลักซ์ที่แท้จริงของวงจรลวดหนึ่งที่เชื่อมโยงกับวงจรลวดอีกวงจรหนึ่ง ที่นี่ k คือสัมประสิทธิ์ที่ต้องคูณกับ M เพื่อหาค่าความเหนี่ยวนำร่วมกันจริง
เราได้กล่าวไว้แล้วว่าแรงดันไฟฟ้าอินดักทีฟร่วมกันจะเป็นการเพิ่มหรือลดลงขึ้นอยู่กับขั้วของวงจรลวดที่เชื่อมโยงกัน ขั้วของวงจรลวดที่เชื่อมโยงกันนี้แสดงโดยหลักการจุด มันถูกแทนที่ด้วยจุดที่ปลายของวงจรลวดหนึ่ง ถ้าในช่วงเวลาใด ๆ กระแสไฟฟ้าเข้าวงจรลวดที่มีจุดที่ปลาย แรงดันไฟฟ้าอินดักทีฟที่เกิดขึ้นในวงจรลวดอื่นจะมีขั้วบวกที่จุดที่ปลายของวงจรลวดนั้น สามารถกล่าวอีกอย่างว่าถ้ากระแสไฟฟ้าออกจากวงจรลวดที่มีจุดที่ปลาย แรงดันไฟฟ้าอินดักทีฟที่เกิดขึ้นในวงจรลวดอื่นจะมีขั้วลบที่จุดที่ปลายของวงจรลวดนั้น
แหล่งที่มา: Electrical4u.
คำชี้แจง: ให้ความเคารพต่องานเขียนที่ดี บทความที่มีคุณค่าควรแบ่งปัน หากมีการละเมิดลิขสิทธิ์โปรดติดต่อเพื่อลบ