endüktans nedir

Endüktans, bir manyetik alanın enerjisinin depolandığı bir elektrik devresinin idealize edilmiş bir elemanı olarak adlandırılır. Elektrik alan enerjisinin depolanması veya elektrik enerjisinin diğer enerji türlerine dönüştürülmesi onda gerçekleşmez.

İdealleştirilmiş bir öğeye en yakın şey - endüktans - bir elektrik devresinin gerçek bir öğesidir - endüktif bobin.

Bir endüktanstan farklı olarak, bir endüktans bobini elektrik alanının enerjisini de depolar ve elektrik enerjisini diğer enerji türlerine, özellikle ısıya dönüştürür.

Nicel olarak, bir elektrik devresinin gerçek ve idealize edilmiş elemanlarının bir manyetik alanın enerjisini depolama yeteneği, endüktans adı verilen bir parametre ile karakterize edilir.

Bu nedenle, "endüktans" terimi, bir elektrik devresinin idealize edilmiş bir elemanının adı, bu elemanın özelliklerini nicel olarak karakterize eden bir parametrenin adı ve bir endüktif bobinin ana parametresinin adı olarak kullanılır.

Pirinç. 1. Endüktansın geleneksel grafik gösterimi

Endüktif bir bobinde voltaj ve akım arasındaki ilişki belirlenir elektromanyetik indüksiyon yasası, bundan, endüktif bobine nüfuz eden manyetik akı değiştiğinde, içinde bobinin ψ akı bağlantısının değişim hızıyla orantılı ve akımın neden olacağı şekilde yönlendirilmiş bir elektromotor kuvveti e indüklendiğini takip eder. o , manyetik akıda bir değişikliği önleme eğilimindedir:

e = — dψ / dt

Bobinin akı bağlantısı, bireysel dönüşlerine nüfuz eden manyetik akıların cebirsel toplamına eşittir:

N, bobin dönüşlerinin sayısıdır.

SI birim sisteminde, manyetik akı ve akı bağlantısı Weber (Wb) cinsinden ifade edilir.

Genel durumda bobinin her bir dönüşüne nüfuz eden bir manyetik akı F, iki bileşen içerebilir: kendi kendine indüksiyon için manyetik akı Fsi ve dış alanların manyetik akısı Fvp: F — Fsi + Fvp.

İlk bileşen, bobinden akan akımın neden olduğu manyetik akıdır, ikincisi, varlığı bobindeki akımla ilgisi olmayan manyetik alanlar tarafından belirlenir - Dünyanın manyetik alanı, diğer bobinlerin manyetik alanları ve kalıcı mıknatıslar… Manyetik akının ikinci bileşenine başka bir bobinin manyetik alanı neden oluyorsa, buna karşılıklı indüksiyonun manyetik akısı denir.

Bobin akısı ψ ve manyetik akı Φ iki bileşenin toplamı olarak temsil edilebilir: kendinden endüksiyonlu akı bağlantısı ψsi ve dış alan akısı bağlantısı ψvp

ψ= ψsi + ψvp

Endüktif bobinde indüklenen EMF e, kendi kendine indüksiyonun manyetik akısındaki bir değişikliğin neden olduğu kendi kendine indüklenen EMF'nin ve bir değişikliğin neden olduğu EMF'nin toplamı olarak temsil edilebilir. bobinin dışındaki alanlardan gelen manyetik akı:

e = esi + dvp,

burada eu, kendi kendine endüksiyonun EMF'sidir, evp, dış alanların EMF'sidir.

Endüktif bobinin dışındaki alanların manyetik akıları sıfıra eşitse ve bobine yalnızca kendi kendine indüklenen akı giriyorsa, o zaman yalnızca kendi kendine indüksiyonun EMF'si.

Endüktans akı ilişkisi, bobinden geçen akıma bağlıdır. Endüktif bobinin amper özelliği olan Weber olarak adlandırılan bu bağımlılık, genellikle doğrusal olmayan bir karaktere sahiptir (Şekil 2, eğri 1).

Belirli bir durumda, örneğin manyetik çekirdeği olmayan bir bobin için bu bağımlılık doğrusal olabilir (Şekil 2, eğri 2).

Pirinç. 2. Endüktif bobinin Weber amperinin özellikleri: 1 - doğrusal olmayan, 2 - doğrusal.

SI birimlerinde endüktans henry (H) cinsinden ifade edilir.

Devreleri analiz ederken, bobinde indüklenen EMF'nin değeri genellikle dikkate alınmaz, ancak pozitif yönü akımın pozitif yönü ile çakışacak şekilde seçilen terminallerindeki voltaj:

Bir elektrik devresinin idealize edilmiş bir elemanı olan endüktans, bobinin bir manyetik alanın enerjisini depolama yeteneğini yansıtan basitleştirilmiş bir endüktif bobin modeli olarak görülebilir.

Doğrusal bir endüktans için, uçlarındaki gerilim, akımın değişim hızıyla orantılıdır. Doğru akım endüktanstan aktığında, terminallerindeki voltaj sıfırdır, dolayısıyla endüktansın doğru akıma direnci sıfırdır.