Что такое индуктивность. Индуктивность: определение, свойства и применение в электротехнике — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое индуктивность и как она влияет на электрические цепи. Какие основные свойства индуктивности важно знать. Где применяется индуктивность в современной электронике и электротехнике.

Содержание

Что такое индуктивность и как она возникает

Индуктивность — это свойство электрической цепи, характеризующее способность цепи накапливать энергию магнитного поля при протекании через нее электрического тока. Индуктивность возникает за счет явления электромагнитной индукции, открытого Майклом Фарадеем в 1831 году.

Когда через проводник протекает электрический ток, вокруг него образуется магнитное поле. При изменении силы тока меняется и магнитное поле, что в свою очередь приводит к возникновению ЭДС самоиндукции в проводнике, препятствующей изменению тока.

Единицы измерения и формула индуктивности

Единицей измерения индуктивности в системе СИ является генри (Гн). Один генри — это индуктивность цепи, в которой при изменении силы тока на 1 ампер в секунду возникает ЭДС самоиндукции в 1 вольт.

Индуктивность катушки L можно рассчитать по формуле:

L = μ0 * μ * N^2 * S / l

где μ0 — магнитная постоянная, μ — относительная магнитная проницаемость сердечника, N — число витков, S — площадь поперечного сечения катушки, l — длина катушки.

Основные свойства индуктивности

К ключевым свойствам индуктивности относятся:

Способность накапливать энергию магнитного поля
Противодействие изменениям тока в цепи
Зависимость от геометрических параметров катушки
Влияние на переменный ток в цепи
Возможность создания резонансных контуров с конденсаторами

Виды и конструкции индуктивных элементов

Основными видами индуктивных элементов являются:

Катушки индуктивности без сердечника
Катушки с ферромагнитным сердечником
Тороидальные катушки
Многослойные катушки
Плоские спиральные катушки

Выбор конструкции зависит от требуемых параметров и области применения. Например, тороидальные катушки обладают минимальным внешним магнитным полем.

Применение индуктивности в электротехнике

Индуктивные элементы широко используются в различных областях электротехники и электроники:

Фильтрация сигналов в радиотехнике
Накопление энергии в импульсных источниках питания
Создание резонансных контуров
Сглаживание пульсаций тока
Трансформация напряжения и тока
Беспроводная передача энергии

Влияние индуктивности на работу электрических цепей

Индуктивность оказывает существенное влияние на работу электрических цепей, особенно при протекании переменного тока:

Создает сдвиг фаз между током и напряжением
Препятствует резким изменениям тока
Накапливает энергию магнитного поля
Вызывает переходные процессы при коммутациях
Формирует частотную характеристику цепи

Расчет и измерение индуктивности

Расчет индуктивности катушек может производиться аналитически по формулам или с помощью компьютерного моделирования. Для измерения индуктивности применяются специальные приборы — измерители индуктивности, а также косвенные методы на основе измерения импеданса цепи на переменном токе.

При расчетах важно учитывать такие факторы как:

Геометрические размеры катушки
Параметры намотки (число витков, шаг намотки)
Свойства сердечника (если используется)
Частотный диапазон работы
Паразитные параметры (емкость, сопротивление)

Индуктивность в цепях переменного тока

В цепях переменного тока индуктивность проявляет себя как реактивное сопротивление, величина которого зависит от частоты:

XL = ωL = 2πfL

где XL — индуктивное сопротивление, ω — угловая частота, f — частота переменного тока, L — индуктивность.

Это приводит к сдвигу фаз между током и напряжением на 90 градусов (ток отстает от напряжения). На этом свойстве основано применение индуктивности для фильтрации сигналов.

Индуктивность и резонансные явления

При параллельном или последовательном соединении индуктивности и емкости возникает явление резонанса на определенной частоте. Это широко используется в радиотехнике для создания селективных цепей и фильтров.

Резонансная частота определяется формулой:

f = 1 / (2π√(LC))

где f — резонансная частота, L — индуктивность, C — емкость.

Взаимная индуктивность и трансформаторы

При наличии магнитной связи между двумя катушками возникает явление взаимной индукции. На этом принципе работают трансформаторы — устройства для преобразования переменного напряжения и тока.

Коэффициент трансформации определяется отношением числа витков обмоток:

k = N2 / N1 = U2 / U1 = I1 / I2

где N1, N2 — число витков первичной и вторичной обмоток, U1, U2 — напряжения, I1, I2 — токи в обмотках.

Что такое индуктивность и какие она имеет свойства

Электрический ток, проходя по проводу, создает вокруг него магнитное поле. В то же время магнитное поле, пересекая провода, создает в них (индуктирует) э. д. с. (электродвижущую силу).

Магнитное поле может пересекать провода, когда они движутся в поле или когда движется само поле в месте расположения проводов. Последнее явление происходит, в частности, при возникновении магнитного поля (при включении тока) и при его исчезновении, (при выключении тока), а также при всевозможных изменениях величины поля, вызванных изменениями величины тока. Во всех этих случаях в проводах, находящихся в поле, в том числе и в проводах, по которым проходит вызвавший изменения поля ток, возникает (индуктируете) э. д. с.

Электродвижущая сила, индуктированная в проводе (катушке) под влиянием изменения ее собственного магнитного потока, называется электродвижущей силой самоиндукции.

Согласно закону Ленца электродвижущая сила самоиндукции всегда противодействует вызвавшей ее причине. Если ток в проводе возрастает, то э. д. с. самоиндукции стремится задержать, замедлить нарастание тока. Если ток в цепи уменьшается, э. д. с. самоиндукции препятствует быстрому спаданию тока.

При питании цепи постоянным током э. д. с. самоиндукции появляется и оказывает влияние на изменение тока только в моменты замыкания или размыкания цепи. Когда цепь замкнута и в ней уже установился постоянный ток, а следовательно, и создаваемое током магнитное поле постоянно, э. д. с. самоиндукции не возникает.

Прямолинейный проводник имеет довольно слабое магнитное поле, и поэтому возникающая э. д. с. самоиндукции невелика. Она заметно сказывается только в очень длинных проводниках. Значительная э. д. с. возникает в проводниках, смотанных в катушку.

Если же в катушку ввести еще стальной сердечник, а тем более сделать его замкнутым, то магнитное поле катушки усилится во много раз и э. д. с. самоиндукции будет достигать очень большой величины по сравнению с э. д. с. самоиндукции прямого провода.

Различные катушки обладают различной способностью индуктировать э. д. с. самоиндукции, что зависит от числа витков, формы и конструкции катушек. Эту способность катушек называют индуктивностью.

Индуктивность катушек характеризуют величиной э. д. с. самоиндукции возникающей в катушке при изменении величины тока на 1 а в секунду.

Единицей измерения индуктивности является генри (гн).

Катушка индуктивности с замкнутым стальным сердечником.

Катушка обладает индуктивностью а один генри, если в ней при изменении величины тока на един ампер в одну секунду индуктируется э. д. с. самондукции в один вольт.

Генри — единица относительно большая. Практически чаще употребляются более мелкие единицы —доли генри: одна тысячная — миллигенри (мгн) и одгіа миллионная — микрогенри (мкгн).

Катушки, у которых для тех или иных целей используется их индуктивность, в отличие от катушек с другим назначением носят название катушек индуктивности.

Если в цепи постоянного тока индуктивность катушек и индуктированная э. д. с. самоиндукции сказываются только при включении и выключении тока, то совсем иначе обстоит дело, когда по катушке протекает переменный ток.

Переменный ток создает и переменное магнитное поле. Переменное же поле непрерывно индуктирует в катушке э. д. с. самоиндукции, направленную навстречу напряжению питающего катушку генератора переменного тока и тем большую, чем больше частота переменного тока.

Появление э. д. с. самоиндукции приводит к тому, что при одном и том же напряжении источника электрической энергии величина переменного тока, протекающего через катушку, получается меньше величины постоянного тока.

Исходя из закона Ома, можно сделать вывод, что сопротивление одной и той же катушки переменному току больше, чем постоянному, так как при одинаковых напряжениях постоянный ток имеет большую величину, чем переменный.

Если бы удалось сделать такую катушку, которая совсем не оказывала бы сопротивления постоянному току, то при включении ее в цепь переменного тока она все равно оказывала бы этому току сопротивление, называемое индуктивным сопротивлением.

Индуктивное сопротивление катушки зависит от величины индуктивности катушки и пропорционально частоте переменного тока. Поэтому там, где необходимо возможно большее сопротивление переменному току, применяют катушки со стальными замкнутыми сердечниками.

Способность катушек оказывать переменному току значительно большее сопротивление, чем постоянному, позволяет использовать их в тех случаях, когда требуется отделить переменный ток от постоянного. В радиотехнике катушки, используемые для этой цели, носят название дросселей.

Казалось бы, что идея применения стальных сердечников для увеличения индуктивности катушек исключительно заманчива. Ведь можно получить необходимую индуктивность в сравнительно небольших катушках с малым количеством витков. Но, оказывается, применение стали связано с рядом неудобств.

Из них прежде всего следует отметить большие потери энергии в стальном сердечнике. Эти потери резко возрастают с увеличением частоты переменного тока. Поэтому сердечники из обычной мягкой стали можно применять только в цепях с относительно низкой частотой (не выше нескольких десятков тысяч герц).

Одна из причин потерь в сердечнике — появление в нем самом совершенно бесполезных вихревых токов (поскольку сердечник тоже находится в переменном магнитном поле, в нем индуктируется э. д. с., вызывающая появление этих токов).

Чтобы уменьшить величины .вихревых токов, сердечники катушек делают из тонких изолированных один от другого стальных листов. Но на высоких частотах и эта мера предосторожности не помогает, поэтому стали делать катушки либо вовсе без сердечников, либо изготовлять их из железного порошка, скрепленного особой изолирующей массой.

В таких веществах каждая мельчайшая пылинка железа изолирована от других, и поэтому в них не могут образоваться вихревые токи большой величины, а следовательно, и потери будут незначительны. К таким веществам относятся магнетит, альсифер, ферриты.

Другая причина потерь в стали — необходимость затраты энергии на перемагничивание стали. Полностью устранить потери на перемагничивание невозможно, и поэтому стремятся применять для сердечников катушек такие сорта стали, в которых эти потери были бы наименьшими.

Источник: Бурлянд В.А., Жеребцов И.П. Хрестоматия радиолюбителя. 1963 г.

Что такое индуктивность? — Мегаобучалка

ИНДУКТИВНОСТЬ, физическая величина, характеризующая магнитные свойства электрических цепей и равная отношению потока Ф магнитной индукции, пересекающего поверхность, ограниченную проводящим контуром, к силе тока в этом конту-ре, создающем Ф; в СИ измеряется в генри.

2. Запишите выражение для емкостного сопротивления.

ω – циклическая частота,ν – частота , с – емкость

3. В чем заключается физический смысл показателя прелом-ления?

Показатель преломления показывает как меняется скорость света при переходе из одной среды в другую.

4. Каков физический смысл квантового числа n?

Главное квантовое число. — n Определяет энергию частицы.

Распределение Ферми-Дирака.

Свойства электромагнитных волн.

Возможность обнаружения электромагнитных воли указывает на то, что они переносят энергию. Объемная плотность w энер-гии электромагнитной волны складывается из объемных плот-ностей w_эл и w_м, электрического и магнитного полей:

Существование давления электромагнитных воли приводит к выводу о том, что электромагнитному полю присущ механичес-кий импульс. Импульс электромагнитного поля , где W — энергия электромагнитного поля. Выражая импульс как р=тс

7.Сформулируйте закон Малюса, напишите формулу и назо-вите входящие в него величины.

Интенсивность света, прошедшего через поляризатор, равна произведению интенсивности падающего на поляризатор поля-ризованного света и квадрата косинуса угла между плоскостью поляризации падающей световой волны и плоскостью пропуска-ния поляризатора

I = I₀∙cos²

где I₀ – интенсивность падающей на поляризатор поляризованной волны, I – интенсивность прошедшей волны,  – угол между плоскостью поляризации падающей волны и плоскостью пропускания поляризатора.

Какой формулой определяется дефект массы ядра ?

Ответ: Z-атомный номер, масса протона, A-массовое число, -масса нейтрона масса

Под каким углом расположены прямолинейный проводник в однородном магнитном поле с индукцией 15 Тл, если на каж-дые 10 см длины проводника действует сила, равная 3 Н, ког-да проходит ток 4 А?

Дано: B, l, F, I; Найти: a

Решение: F=I*B*l*sina=>sina=F/(I*B*l)=0,5=>a = 30⁰ Ответ: a = 30⁰

10.В катушке индуктивностью 0,7 Гн сила тока равна 10 А. Чему равна энергия магнитного поля катушки?

11.Электрические колебания в колебательном контуре зада-ны уравнением q = 10^-2cos 20t (мКл). Какова максимальная сила тока в контуре?

Решение: Ответ: I_max=0,2 (A)

12.Найти наибольший порядок спектра для жёлтой линии натрия λ = 5890Å, если постоянная дифракционной решетки d = 2 мкм. .

Из формула дифракционной решетки найдем

Поскольку

Определение индуктивности и значение — Merriam-Webster

индуктивность ин-ˈdək-tən(t)s

: свойство электрической цепи, при котором в ней индуцируется электродвижущая сила при изменении тока либо в самой цепи, либо в соседней цепи

: мера этого свойства, равная отношению индуцированной электродвижущей силы к скорости изменения индуктивного тока

Недавние примеры в Интернете Испытания начальной скорости пули проводились на заводе Federal через катушку 9Датчики индуктивности 0027

с 30-дюймовым испытательным цилиндром в соответствии со спецификациями SAAMI.

— Алекс Робинсон, Outdoor Life , 8 января 2020 г.

Эти примеры предложений автоматически выбираются из различных онлайн-источников новостей, чтобы отразить текущее использование слова «индуктивность». Мнения, выраженные в примерах, не отражают точку зрения Merriam-Webster или ее редакторов. Отправьте нам отзыв.

История слов

Первое известное использование

1886, в значении, определенном в смысле 1a

Путешественник во времени

Первое известное использование индуктивности было в 1886 г.

Посмотреть другие слова того же года

Словарные статьи Около

индуктивность

индуцировать

индуктивность

катушка индуктивности

Посмотреть другие записи поблизости

Процитировать эту запись «Индуктивность».

Словарь Merriam-Webster.com , Merriam-Webster, https://www.merriam-webster.com/dictionary/inductance. По состоянию на 9 января 2023 г.

Ссылка на копию

Медицинское определение

Индуктивность

существительное

индуктивность ин-ˈdək-tən(t)s

: мера этого свойства, равная отношению индуцированной электродвижущей силы к скорости изменения индуктивного тока0003

Подробнее о индуктивности

от Merriam-Webster

Britannica. com: Энциклопедическая статья о индуктивности

Подпишитесь на крупнейший в Америке словарь и получите тысячи других определений и расширенный поиск без рекламы!

Merriam-Webster без сокращений

шарлатан

См. Определения и примеры »

Получайте ежедневно по электронной почте Слово дня!

Модные слова

Какой из этих предметов назван в честь смертоносного оружия?

Каблук-шпилька шляпа Федора

Броги хенли рубашка

Проверьте свой словарный запас с помощью нашего теста из 10 вопросов!

ПРОЙДИТЕ ТЕСТ

Можете ли вы составить 12 слов из 7 букв?

PLAY

Что такое индуктор? – Определение TechTarget

От

Роберт Шелдон

Что такое индуктор?
Катушка индуктивности — это пассивный электронный компонент, который временно накапливает энергию в магнитном поле, когда электрический ток протекает через катушку катушки индуктивности. В своей простейшей форме индуктор состоит из двух клемм и катушки из изолированного провода, которая либо закручивается вокруг воздуха, либо окружает материал сердечника, усиливающий магнитное поле. Катушки индуктивности помогают справляться с колебаниями электрического тока, проходящего через цепь.

Когда электрический ток течет по проводнику, такому как медный провод, ток создает небольшое магнитное поле вокруг провода. Если проволока свернута в катушку, магнитное поле становится намного сильнее. Если проволока намотана вокруг центрального сердечника, сделанного из такого материала, как железо, магнитное поле становится еще сильнее — по сути, так работает электромагнит. Магнитное поле полностью зависит от электрического тока. Изменение электрического тока также изменяет это поле.
Катушки индуктивности используют взаимосвязь между электрическим током и магнитным полем для компенсации изменений в протекании тока. Когда ток начинает проходить через катушку индуктора, магнитное поле начинает расширяться, пока окончательно не стабилизируется.
До тех пор катушка препятствует протеканию тока. После того, как магнитное поле стабилизируется, ток через катушку течет нормально.
Энергия сохраняется в магнитном поле, пока ток продолжает течь через катушку. Когда ток перестает течь, магнитное поле начинает разрушаться, и магнитная энергия снова преобразуется в электрическую энергию, которая продолжает поступать в цепь до тех пор, пока магнитное поле полностью не исчезнет.

Катушки индуктивности и индуктивности
Если поток тока остается в установившемся состоянии, ток проходит через индуктор точно так же, как любой провод, без какой-либо реакции со стороны индуктора. Однако при резких изменениях тока индуктор пытается им противостоять.
Катушка индуктивности всегда отстает от изменения тока из-за своего магнитного поля. Когда ток изменяется, магнитное поле катушки индуктивности изменяется — увеличивается, если ток увеличивается, и уменьшается, если ток уменьшается. Изменения в магнитном поле вызывают изменения в магнитном потоке, который, в свою очередь, индуцирует электромагнитное поле (ЭДС), которое пытается противодействовать изменению тока. Если ток уменьшается, ЭДС пытается его увеличить. Если ток увеличивается, ЭДС пытается его уменьшить.
Способность индуктора противостоять изменениям тока называется его индуктивностью, которая представляет собой отношение напряжения к скорости изменения тока в катушке. Стандартной единицей индуктивности является генри (Гн). Поскольку генри является такой большой единицей, многие катушки индуктивности измеряются в меньших количествах, таких как миллигенри, сокращенно мГн (1 мГн равен 10 ^-3 Гн), и микрогенри, сокращенно мкГн (1 мкГн равен 10 ^-6 Н). Иногда используются наногенри (нГн) (1 нГн равен 10 ^-9 Н).
На уровень индуктивности катушки индуктивности могут влиять многие факторы, в том числе количество витков, длина намотанной проволоки, материал, используемый для сердечника, а также размер и форма сердечника. Если сердечник не используется, то индуктивность также зависит от радиуса катушки.
Для данного радиуса катушки и количества витков воздушные сердечники или сердечники без сплошных сердечников обеспечивают наименьшую индуктивность. Такие материалы, как дерево, стекло и пластик, известные как диэлектрические материалы, по своей индуктивности практически такие же, как воздух. Ферромагнитные материалы, такие как железо, многослойное железо и порошковое железо, увеличивают индуктивность. В некоторых случаях это увеличение составляет порядка тысяч раз. Форма ядра также имеет значение. Тороидальные или кольцевые сердечники обеспечивают большую индуктивность для данного материала сердечника и количества витков, чем соленоидальные или цилиндрические сердечники.
Изготовление катушек индуктивности на микросхемах интегральных схем (ИС) может быть трудным, но выполнимым, хотя они имеют довольно низкую индуктивность. Когда катушки индуктивности нельзя использовать, их можно заменить резисторами. В некоторых случаях индуктивность можно моделировать с помощью транзисторов, резисторов и конденсаторов, встроенных в микросхемы.
Хотя это и сложно, изготовление катушек индуктивности на микросхемах интегральных схем возможно. Катушки индуктивности
используются с конденсаторами в беспроводной связи, аудиосистемах и многих других приложениях. Катушка индуктивности, соединенная последовательно или параллельно с конденсатором, может помочь отфильтровать нежелательные сигналы. Большие катушки индуктивности используются в источниках питания электронной аппаратуры всех типов, в том числе компьютеров и их периферийных устройств. В этих системах катушки индуктивности помогают сгладить мощность выпрямленного переменного тока (AC), обеспечивая чистую мощность постоянного тока (DC), подобную батарее.
См. также: электромагнитная индукция, электрическая диэлектрическая проницаемость, электрическая сеть, вольт на метр, диэлектрическая проницаемость, ультраконденсатор, преобразователь, пикофарад на метр, кулон, закон Ома, чистое электричество, вольт-ампер, полное сопротивление, электрическая проводимость и сопротивление.
Последнее обновление: декабрь 2022 г.
Продолжить чтение О катушке индуктивности
Масштабирование новых технологий памяти, используемых для постоянной памяти
ЦП и микропроцессор: в чем разница?
Создание руководства по электробезопасности для центра обработки данных
Инструменты и советы по отслеживанию энергопотребления сервера
Какое отношение сигнал постоянного тока в вольтах имеет к телекоммуникациям?
тень IT
Shadow IT — это аппаратное или программное обеспечение на предприятии, которое не поддерживается центральным ИТ-отделом организации.
Сеть
DHCP (протокол динамической конфигурации хоста)
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) — это протокол управления сетью, используемый для динамического назначения IP-адреса любому …
облачная сеть радиодоступа (C-RAN)
Облачная сеть радиодоступа (C-RAN) — это централизованная архитектура на основе облачных вычислений для сетей радиодоступа.
потоковая телеметрия сети
Потоковая сетевая телеметрия — это служба сбора данных в режиме реального времени, в которой сетевые устройства, такие как маршрутизаторы, коммутаторы и…
Безопасность
кража учетных данных
Кража учетных данных — это тип киберпреступления, связанный с кражей удостоверения личности жертвы.
суверенная идентичность
Самостоятельная суверенная идентификация (SSI) — это модель управления цифровой идентификацией, в которой отдельные лица или предприятия владеют единолично . ..
Сертифицированный специалист по безопасности информационных систем (CISSP)
Certified Information Systems Security Professional (CISSP) — это сертификат информационной безопасности, разработанный …
ИТ-директор
архитектура предприятия (EA)
Архитектура предприятия (EA) — это концептуальный план, определяющий структуру и деятельность организаций.
рассказывание историй о данных
Рассказывание историй о данных — это процесс перевода анализа данных в понятные термины с целью повлиять на деловое решение…
оншорный аутсорсинг (внутренний аутсорсинг)
Оншорный аутсорсинг, также известный как внутренний аутсорсинг, представляет собой получение услуг от кого-то вне компании, но в пределах …
HRSoftware
самообслуживание сотрудников (ESS)
Самообслуживание сотрудников (ESS) — это широко используемая технология управления персоналом, которая позволяет сотрудникам выполнять множество связанных с работой . ..
платформа обучения (LXP)
Платформа обучения (LXP) — это управляемая искусственным интеллектом платформа взаимного обучения, предоставляемая с использованием программного обеспечения как услуги (…
Поиск талантов
Привлечение талантов — это стратегический процесс, который работодатели используют для анализа своих долгосрочных потребностей в талантах в контексте бизнеса …
Отдел обслуживания клиентов
виртуальный помощник (помощник ИИ)
Виртуальный помощник, также называемый помощником ИИ или цифровым помощником, представляет собой прикладную программу, которая понимает естественный язык …
жизненный цикл клиента
В управлении взаимоотношениями с клиентами (CRM) жизненный цикл клиента — это термин, используемый для описания последовательности шагов, которые проходит клиент.