Индуктивность обозначение и единицы измерения > Как создать музыку?
Музыка: как это делается    

Индуктивность обозначение и единицы измерения

Индуктивность обозначение и единицы измерения

0a9e6d14

ИНДУКТИВНОСТЬ

Эл.ток создает собственное магнитное поле. Магнитный поток через контур пропорционален индукции магнитного поля (Ф

B), индукция пропорциональна силе тока в проводнике
(B

I), следовательно магнитный поток пропорционален силе тока (Ф

ЭДС самоиндукции зависит от скорости изменения силы тока в эл.цепи, от свойств проводника
(размеров и формы) и от относительной магнитной проницаемости среды, в которой находится проводник.

Физическая величина, показывающая зависимость ЭДС самоиндукции от размеров и формы проводника и от среды, в которой находится проводник, называется коэффициентом самоиндукции или индуктивностью.

Индуктивность — физ. величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1 Ампер за 1 секунду.

Также индуктивность можно рассчитать по формуле:

где Ф — магнитный поток через контур, I — сила тока в контуре.

Единицы измерения индуктивности в системе СИ:

Индуктивность катушки зависит от: числа витков, размеров и формы катушки и от относительной магнитной проницаемости среды

Индуктивность взаимная — величина, хаpaктеризующая магнитную связь двух или более электрических цепей (контуров). Если имеется два проводящих контура , то часть линий магнитной индукции, создаваемых током в первом контуре, будет пронизывать площадь, ограниченную вторым контуром (т. е. будет сцеплена с контуром 2).

Магнитный поток Ф12 через контур 2, созданный током I1 в контуре 1, прямо пропорционален току:

Коэффициент пропорциональности M12 зависит от размеров и формы контуров 1 и 2, расстояния между ними, их взаимного расположения, а также от магнитной проницаемости окружающей среды и называется взаимной индуктивностью или коэффициентом взаимной индукции контуров 1 и 2. В системе СИ И. в. измеряется в Генри.

Tрaнcформаторная ЭДС. Принцип действия трaнcформатора основан на явлении электромагнитной индукции. Линии индукции магнитного поля, создаваемого переменным током в первичной обмотке, благодаря наличию сердечника пpaктически без потерь пронизывают витки вторичной обмотки. Поскольку магнитный поток во вторичной обмотке изменяется со временем (т.к. в первичной обмотке переменный ток), то согласно закону Фарадея в ней возбуждается ЭДС индукции. Tрaнcформатор может работать только на переменном токе, т.к. магнитный поток, созданный постоянным током, не изменяется с течением времени.

Пусть первичная обмотка трaнcформатора подключена к источнику тока с переменной ЭДС E1 и с действующим значением напряжения U1. На вторичной обмотке ЭДС E2 и напряжение U2.

Из законов Ома следует, что напряжение на обмотке равно

(1)

где r — сопротивление обмотки. При изготовлении трaнcформатора сопротивление первичной обмотки r1 делают очень малым, поэтому часто им можно пренебречь. Тогда

Если пренебречь потерями магнитного потока в сердечнике, то в каждом витке вторичной обмотки будет индуцироваться точно такая же ЭДС индукции e1, как и ЭДС индукции e2 в каждом витке первичной обмотки, т.е. e1 = e2. Следовательно, отношение ЭДС в первичной E1 и вторичной E2 обмотках равно отношению числа витков в них:

(2)

Tрaнcформаторный ток. Токи обмоток обратно пропорциональны числам витков (I1/I2 приблиз = w1/w2 = 1/n). С увеличением тока активно-индуктивного приемника вторичное напряжение несколько снижается.

Рис.1.11. К определению магнитного потока рассеяния в катушке с ферромагнитным сердечником

часть магнитного потока катушки замыкается не по сердечнику, а по воздуху. Эта часть потока носит название потока рассеивания Фр (рис. 1.11). Таким образом, полный поток, сцепленный с витками катушки равен

Индуктивность: формула

Если существует замкнутый контур, в котором протекает ток, создающий магнитное поле (магнитный поток), то между током и потоком существует взаимосвязь. Коэффициент пропорциональностями между этими величинами является определением индуктивности.

Также эту пропорциональность можно назвать хаpaктеристикой инерционности электрической цепи, которая напрямую связана с понятием ЭДС самоиндукции, которая возникает в цепи, когда изменяется сила тока.

Электрическая цепь и индуктивность

Индуктивность хаpaктеризует электромагнитные свойства электроцепей. В более узком понятии, это элемент или участок цепи, обладающий большой величиной самоиндукции.

Таким элементом может считаться один, несколько или даже часть витка проводника, на высоких частотах также прямой отрезок провода любой длины.

Самоиндукция и измерение индуктивности

При изменении тока, который протекает в замкнутом электрическом контуре, меняется создаваемый им магнитный поток. Вследствие этого наводится ЭДС, которая называется ЭДС самоиндукции.

Напряжение ЭДС определяется формулой расчета индукции:

То есть ЭДС прямо пропорциональна величине скорости изменения тока с некоторым коэффициентом L, который и называется «индуктивность».

Обозначение и единицы измерения

В честь Ленца, единица измерения индуктивности получила обозначение символом «L». Выражается в Генри, сокращенно Гн (в англоязычной литературе Н), в честь известного американского физика.

Если при изменении тока в один ампер за каждую секунду ЭДС самоиндукции составляет 1 вольт, то индуктивность цепи будет измеряться в 1 генри.

Как может обозначаться индуктивность в других системах:

  • В системе СГС, СГСМ – в сантиметрах. Для отличия от единицы длины обозначается абгенри;
  • В системе СГСЭ – в статгенри.

Теоретическое обоснование

Ток, протекающий в замкнутом контуре, создает магнитное поле, при этом величина вектора магнитного поля пропорциональна протекающему току. Таким образом, магнитный поток также пропорционален току.

Коэффициент пропорциональности между магнитным потоком и порождающим его током равен индуктивности рассматриваемого контура.

Свойства

Имеет следующие свойства:

  • Зависит от количества витков контура, его геометрических размеров и магнитных свойств сердечника;
  • Не может быть отрицательной;
  • Исходя из определения, скорость изменения тока в контуре, ограничена значением его индуктивности;
  • При увеличении частоты тока реактивное сопротивление катушки увеличивается;
  • Обладает свойством запасать энергию – при отключении тока запасенная энергия стремится компенсировать падение тока.

Схемы соединения катушек

Как радиотехнический элемент, катушки индуктивностей обладают свойствами соединений, полностью идентичными соединениям резисторов.

Параллельное соединение

Параллельное соединение:

Для двух элементов формула упрощается:

Последовательное соединение

Общее значение последовательного соединения равняется сумме индуктивностей:

Добротность катушки

Одно из важнейших качеств катушек – это добротность. Данный параметр представляет собой отношение реактивного (индуктивного) сопротивления к активному. Активное сопротивление – это сопротивление проводника, из которого выполнен элемент, его можно считать постоянным, за исключением температурного коэффициента сопротивления материала, из которого выполнен провод.

Реактивное сопротивление прямо пропорционально частоте. Формула расчета добротности выглядит следующим образом:

где:

  • π – число пи, ≈3,14,
  • f – частота,
  • R – сопротивление.

Обратите внимание! С ростом частоты сигнала добротность катушки индуктивности возрастает.

Одновитковой контур и катушка

Индуктивность контура, представляющего виток провода, зависит от величины протекающего тока и магнитного потока, пронизывающего контур. Для индуктивности контура формула определяет параметр, соответственно, через поток и силу тока:

Ослабление магнитного потока из-за диамагнитных свойств окружающей среды снижает индуктивность.

Параметр для многовитковой катушки пропорционален квадрату количества витков, поскольку увеличивается не только магнитный поток от каждого витка, но и потокосцепление:

Для того чтобы рассчитать индуктивность катушки формула должна учитывать не только количество витков, но и тип намотки и геометрические размеры.

Соленоид

Соленоид отличается от обычной катушки по двум признакам:

  • Длина обмотки превышает диаметр в несколько раз;
  • Толщина обмотки меньше диаметра катушки также в несколько раз.

Параметры соленоида можно узнать из такого выражения:

где:

  • µ0 – магнитная постоянная;
  • N – количество витков;
  • S – площадь поперечного сечения обмотки;
  • l – длина обмотки.

Важно! Приведенное выражение справедливо для соленоида без сердечника. В противном случае необходимо дополнительно внести множитель µ, который равен магнитной проницаемости сердечника.

Обратите внимание! Используя подвижный сердечник, можно производить оперативное изменение параметров соленоида.

Чем большую магнитную проницаемость будет иметь сердечник, тем больше увеличится итоговое значение.

Тороидальная катушка (катушка с кольцевым сердечником)

Тороидальный тип обмотки рассчитывается по специальной формуле, которая предполагает, что используется соленоид с бесконечной длиной. Чтобы определять индуктивность формула для тора имеет следующий вид:

где r – усредненный радиус тороидального сердечника.

Кольцевой сердечник прямоугольного сечения можно находить по следующей формуле:

Читать еще:  Для чего нужен геркон

где:

r – внутренний радиус сердечника;

R – внешний радиус;

Важно! Вторая формула позволяет узнавать результат с большей точностью.

Длинный прямой проводник

Как найти индуктивность прямого проводника? Существует формула, дающая точное значение при условии, что проводник имеет длину, значительно превышающую толщину:

где:

  • µe и µi – магнитная проницаемость среды и материала проводника, соответственно;
  • l и r – длина и радиус проводника.

Какой магнитной проницаемостью обладает проводник, можно узнать из справочных материалов.

Применение катушек индуктивности

Рассматриваемые элементы широко применяются в радио,- и электротехники:

  • Частотозадающие цепи;
  • Tрaнcформаторы;
  • Дроссели;
  • Антенны;
  • Элементы фильтров;
  • Накопители энергии;
  • Нагревательные элементы (система индукционного нагрева);
  • Электромагниты;
  • Датчики магнитного поля.

Колебательный контур

Емкость и индуктивный элемент, соединенные в цепь, образуют колебательный контур с резко выраженными частотными свойствами и будут являться резонансной системой. В качестве системы используется конденсатор, изменяя емкость которого, можно производить коррекцию частотных свойств.

Если измерить резонансную частоту, используя известный конденсатор, то можно определить индуктивность катушки.

Индуктивность – важнейший элемент в разных областях электротехники. Для правильного применения нужно знать все параметры используемых элементов.

Устройство, которое позволяет определить параметры катушек индуктивности, в том числе добротность, может называться L-метр или Q-метр.

Видео

Понятие индуктивности единицы измерения

Индуктивность — это физическая (электрическая) величина, которая хаpaктеризует магнитные свойства электрической цепи. Как известно электрический ток, протекающий через проводящий контур, создает вокруг него магнитное поле. Это происходит потому, что ток изначально несет в себе энергию. Проходя через проводник, он частично отдает ее, и она превращается в энергию магнитного поля. Индуктивность, по сути, является коэффициентом пропорциональности между протекающим током и возникающим при этом магнитным полем.

Чем выше индуктивность проводника, тем больше будет магнитное поле при одном и том же значении электрического тока. Физически индуктивность в электрической цепи – это катушка, состоящая из пассивного (диэлектрик) или активного (ферромагнитный материал, железо) сердечника и намотанного на него электрического провода. Это один из самых обсуждаемых электрических компонентов на форумах любителей электроники.

Если протекающий ток изменяет свою величину во времени, то есть является не постоянным, а переменным, то в индуктивном контуре меняется магнитное поле, вследствие чего возникает ЭДС (электродвижущая сила) самоиндукции. Эта ЭДС также как и электрическое напряжение измеряется в вольтах (В).

Единицей измерения индуктивности является Гн (генри). Она названа в честь Джозефа Генри – американского ученого, открывшего явление самоиндукции. Считается, что контур (катушка индуктивности) имеет величину 1 Гн, если при изменении тока в 1 А (ампер) за одну секунду в нем возникает ЭДС величиною в 1 В (вольт). Обозначается индуктивность буквой L, в честь Эмиля Христиановича Ленца – знаменитого российского физика. Термин «индуктивность» был предложен Оливером Хевисайдом – английским ученым-самоучкой в 1886 году.

Причиной электродвижущей силы может стать изменение магнитного поля в окружающем прострaнcтве. Это явление называетсяэлектромагнитной индукцией. Величина ЭДС индукции в контуре определяется выражением

где — поток магнитного поля через замкнутую поверхность , ограниченную контуром. Знак «−» перед выражением показывает, что индукционный ток, созданный ЭДС индукции, препятствует изменению магнитного потока в контуре (см. правило Ленца).

41. Индуктивность, ее единица си. Индуктивность длинного соленоида.

Индукти́вность (или коэффициент самоиндукции) — коэффициент пропорциональности между электрическим током, текущим в каком-либо замкнутом контуре, и магнитным потоком, создаваемым этим током через поверхность [1] , краем которой является этот контур. [2][3][4] .

—магнитный поток, — ток в контуре, — индуктивность.

Нередко говорят об индуктивности прямого длинного провода(см.). В этом случае и других (особенно — в не отвечающих квазистационарному приближению) случаях, когда замкнутый контур непросто адекватно и однозначно указать, приведенное выше определение требует особых уточнений; отчасти полезным для этого оказывается подход (упоминаемый ниже), связывающий индуктивность с энергией магнитного поля.

Через индуктивность выражается ЭДС самоиндукции в контуре, возникающая при изменении в нём тока [4] :

.

Из этой формулы следует, что индуктивность численно равна ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1 А за 1 с.

При заданной силе тока индуктивность определяет энергию магнитного поля, создаваемого этим током [4] :

.

Обозначение и единицы измерения

В системе единиц СИ индуктивность измеряется в генри [7] , сокращенно Гн, в системе СГС — в сантиметрах (1 Гн = 10 9 см) [4] . Контур обладает индуктивностью в один генри, если при изменении тока на один ампер в секунду на выводах контура будет возникать напряжение в один вольт. Реальный, не сверхпроводящий, контур обладает омическим сопротивлением R, поэтому на нём будет дополнительно возникать напряжение U=I*R, где I — сила тока, протекающего по контуру в данное мгновение времени.

Символ , используемый для обозначения индуктивности, был взят в честь Ленца Эмилия Христиановича (Heinrich Friedrich Emil Lenz) [ источник не указан 1017 дней ] . Единица измерения индуктивности названа в честь Джозефа Генри (Joseph Henry) [8] . Сам термин индуктивность был предложен Оливером Хевисайдом (Oliver Heaviside) в феврале 1886 года [ источник не указан 1017 дней ] .

Электрический ток, который течет в замкнутом контуре, создает вокруг себя магнитное поле, индукция которого, согласно закону Био-Савара-Лапласа, пропорциональна току. Сцепленный с контуром магнитный поток Ф поэтому прямо пропорционален току I в контуре: (1)

где коэффициент пропорциональности L называется индуктивностью контура.

При изменении в контуре силы тока будет также изменяться и сцепленный с ним магнитный поток; значит, в контуре будет индуцироваться э.д.с. Возникновение э.д.с. индукции в проводящем контуре при изменении в нем силы тока называетсясамоиндукцией.

Из выражения (1) задается единица индуктивности генри (Гн): 1 Гн — индуктивность контура, магнитный поток самоиндукции которого при токе в 1 А равен 1 Вб: 1 Гн = 1 Вб/с = 1 В·c/А .

Вычислим индуктивность бесконечно длинного соленоида. Полный магнитный поток сквозь соленоид (потокосцепление) равен μ μ(N 2 I/l)S . Подставив в (1), найдем (2)

т. е. индуктивность соленоида зависит от длины l солениода, числа его витков N, его , площади S и магнитной проницаемости μ вещества, из которого изготовлен сердечник соленоида.

Доказано, что индуктивность контура зависит в общем случае только от геометрической формы контура, его размеров и магнитной проницаемости среды, в которой он расположен, и можно провести аналог индуктивности контура с электрической емкостью уединенного проводника, которая также зависит только от формы проводника, его размеров и диэлектрической проницаемости среды.

Найдем, применяя к явлению самоиндукции закон Фарадея, что э.д.с. самоиндукции равна

Если контур не претерпевает деформаций и магнитная проницаемость среды остается неизменной (в дальнейшем будет показано, что последнее условие выполняется не всегда), то L = const и (3)

где знак минус, определяемый правилом Ленца, говорит о том, что наличие индуктивности в контуре приводит к замедлению изменения тока в нем.

Проводник с электрическим током имеет способность накапливать энергию в магнитном поле. Подобное явление называется индуктивностью. У обычного проводника, имеющего прямую форму, эта величина имеет небольшое значение, но если проводнику придать вид спирали и одинаковую направленность тока с соседними проводниками, то их поля будут взаимодействовать. При этом усилится индуктивность. Но есть факт того, что воздух значительно их ослабляет.

Человеческий мозг предположил следующее: поле должно протекать вокруг проводников не по воздуху, а по железу, сопротивляемость которого магнитному полю намного меньше. Такие катушки являются индуктивными.

Свойства

При подаче напряжения к индуктивной катушке, в ней происходит линейное нарастание тока, а при его снятии начинается его падение. Моментально остановить его протекание в катушке не представляется возможным, как, например, нельзя сразу остановить автомобиль, мчащийся на скорости. При попытке быстро остановить нарастание этого параметра, произойдёт удар напряжения, равный тому, что оно, при этом, может вызвать искровой разряд. Подобное явление получило название самоиндукция. На этом принципе основана работа катушки зажигания в автомобиле.

Читать еще:  Что такое предел упругости

Коэффициент самоиндукции — это есть индуктивность. Иными словами: величина, которая хаpaктеризует связь между находящимся в проводнике электрическим током и магнитным полем, создаваемым при протекании. Эта мера представляет сумму потока индукции. Прямая зависимость её от конфигурации проводника и от проницаемости доказана.

При подаче на катушку электрического тока постоянного напряжения, в катушке возникает напряжение, противоположное напряжению электрического тока (Е =U), которое исчезает через некоторое время. Это противоположное напряжение называется ЭДС (электродвижущей силой самоиндукции). Параметр зависит от индуктивности катушки.

Как найти индуктивность

Формулы индуктивности будут выглядеть следующим образом:

  • Ф = LI (магнитный поток в контуре);
  • Е= LdI/dt (ЭДС самоиндукции).

ЭДС определяет энергию магнитного поля, от этой величины зависит противодействие системы при изменении тока. При этом ЭДС самоиндукции направлена противоположно последнему.

Перевод слова «индукция» с латинского языка (induct) — побуждение, наведение. Исходя из сказанного, понятно, что это величина, которая хаpaктеризует магнитные свойства электрической цепи. Ток проводящего контура создаёт в окружающем его прострaнcтве магнитное поле. При этом, возникающий в контуре поток Ф, имеет прямую ему пропорциональность. Формально записывается это так: Ф=LI, где L — коэффициент пропорциональности или коэффициент самоиндукции контура. Его определяют размеры и формы контура, а также, магнитная проницаемость среды.

Энергия W магнитного поля тока I определяется по формуле: W =LI2/2. При проведении аналогии между электрическим и механическими явлениями, энергия сопоставима с кинетической энергией тела T=mv2/2, где m — масса, v — скорость. Тогда индуктивность подобна массе, а ток — скорости. Это наглядное сравнение помогает лучше понять суть. Эта интересная хаpaктеристика определяет инерционные свойства электрического тока.

На пpaктике для увеличения её значения применяют катушки с сердечниками из ферромагнетиков, их свойства имеют зависимость от напряжённости магнитного поля и, следовательно, I. В основном это ферритовые пластины из электротехнической стали. Эффективность применения сердечников довольно значительна: индуктивность катушки возрастает в несколько раз. Помимо цилиндрических, распространены тороидальные варианты, они позволяют достичь большей индуктивности, из-за наличия замкнутого магнитного потока.

Индуктивность соленоида определённой длины, имеющего N витков и площадь поперечного сечения S в среде, имеющей проницаемость m равна:

где m0— магнитная проницаемость вакуума.

Определение индуктивности

Измерение индуктивности катушки можно провести в лабораторных условиях. За единицу индуктивности в системе СИ принимается 1 Генри — она измеряется в контуре с магнитным потоком в 1 Вб, сила тока при этом в контуре равна 1 Амперу. В системе Гаусса индуктивность равняется 1 Гн = 10⁹ см.

Для того, чтобы её определить, нужно измерить действующее значение переменного тока и его частоту, а также, напряжение на катушке и её активное сопротивление:

  1. R —омическое сопротивление катушки.
  2. F — частоту переменного тока.
  3. U — напряжение.
  4. I — силу тока.

Применение катушек в технике

Явление электромагнитной индукции известно уже давно и широко применяется в технике. Примеры использования:

  • сглаживание пульсаций и помех, накопление энергии;
  • создание магнитных полей в различных устройствах;
  • фильтры цепей обратной связи;
  • создание колебательных контуров;
  • трaнcформаторы (устройство из двух катушек, связанных индуктивно);
  • силовая электротехника использует для ограничения тока при к. з. на ЛЭП (катушки индуктивности, называются реакторами);
  • ограничение тока в сварочных аппаратах — катушки индуктивности делают его работу стабильнее, уменьшая дугу, что позволяет получить ровный сварочный шов, имеющий наибольшую прочность;
  • применение катушек в качестве электромагнитов различных исполнительных механизмов;
  • обмотки электромагнитных реле;
  • индукционные печи;
  • установление качества железных руд, исследование горных пород при помощи определения магнитной проницаемости минералов.

Что такое индуктивность, её определение и единица измерения

Проводник с электрическим током имеет способность накапливать энергию в магнитном поле. Подобное явление называется индуктивностью. У обычного проводника, имеющего прямую форму, эта величина имеет небольшое значение, но если проводнику придать вид спирали и одинаковую направленность тока с соседними проводниками, то их поля будут взаимодействовать. При этом усилится индуктивность. Но есть факт того, что воздух значительно их ослабляет.

Человеческий мозг предположил следующее: поле должно протекать вокруг проводников не по воздуху, а по железу, сопротивляемость которого магнитному полю намного меньше. Такие катушки являются индуктивными.

Свойства

При подаче напряжения к индуктивной катушке, в ней происходит линейное нарастание тока, а при его снятии начинается его падение. Моментально остановить его протекание в катушке не представляется возможным, как, например, нельзя сразу остановить автомобиль, мчащийся на скорости. При попытке быстро остановить нарастание этого параметра, произойдёт удар напряжения, равный тому, что оно, при этом, может вызвать искровой разряд. Подобное явление получило название самоиндукция. На этом принципе основана работа катушки зажигания в автомобиле.

Коэффициент самоиндукции — это есть индуктивность. Иными словами: величина, которая хаpaктеризует связь между находящимся в проводнике электрическим током и магнитным полем, создаваемым при протекании. Эта мера представляет сумму потока индукции. Прямая зависимость её от конфигурации проводника и от проницаемости доказана.

При подаче на катушку электрического тока постоянного напряжения, в катушке возникает напряжение, противоположное напряжению электрического тока (Е =U), которое исчезает через некоторое время. Это противоположное напряжение называется ЭДС (электродвижущей силой самоиндукции). Параметр зависит от индуктивности катушки.

Как найти индуктивность

Формулы индуктивности будут выглядеть следующим образом:

  • Ф = LI (магнитный поток в контуре);
  • Е= LdI/dt (ЭДС самоиндукции).

ЭДС определяет энергию магнитного поля, от этой величины зависит противодействие системы при изменении тока. При этом ЭДС самоиндукции направлена противоположно последнему.

Перевод слова «индукция» с латинского языка (induct) — побуждение, наведение. Исходя из сказанного, понятно, что это величина, которая хаpaктеризует магнитные свойства электрической цепи. Ток проводящего контура создаёт в окружающем его прострaнcтве магнитное поле. При этом, возникающий в контуре поток Ф, имеет прямую ему пропорциональность. Формально записывается это так: Ф=LI, где L — коэффициент пропорциональности или коэффициент самоиндукции контура. Его определяют размеры и формы контура, а также, магнитная проницаемость среды.

Энергия W магнитного поля тока I определяется по формуле: W =LI2/2. При проведении аналогии между электрическим и механическими явлениями, энергия сопоставима с кинетической энергией тела T=mv2/2, где m — масса, v — скорость. Тогда индуктивность подобна массе, а ток — скорости. Это наглядное сравнение помогает лучше понять суть. Эта интересная хаpaктеристика определяет инерционные свойства электрического тока.

На пpaктике для увеличения её значения применяют катушки с сердечниками из ферромагнетиков, их свойства имеют зависимость от напряжённости магнитного поля и, следовательно, I. В основном это ферритовые пластины из электротехнической стали. Эффективность применения сердечников довольно значительна: индуктивность катушки возрастает в несколько раз. Помимо цилиндрических, распространены тороидальные варианты, они позволяют достичь большей индуктивности, из-за наличия замкнутого магнитного потока.

Индуктивность соленоида определённой длины, имеющего N витков и площадь поперечного сечения S в среде, имеющей проницаемость m равна:

где m0— магнитная проницаемость вакуума.

Определение индуктивности

Измерение индуктивности катушки можно провести в лабораторных условиях. За единицу индуктивности в системе СИ принимается 1 Генри — она измеряется в контуре с магнитным потоком в 1 Вб, сила тока при этом в контуре равна 1 Амперу. В системе Гаусса индуктивность равняется 1 Гн = 10⁹ см.

Для того, чтобы её определить, нужно измерить действующее значение переменного тока и его частоту, а также, напряжение на катушке и её активное сопротивление:

  1. R —омическое сопротивление катушки.
  2. F — частоту переменного тока.
  3. U — напряжение.
  4. I — силу тока.

Применение катушек в технике

Явление электромагнитной индукции известно уже давно и широко применяется в технике. Примеры использования:

  • сглаживание пульсаций и помех, накопление энергии;
  • создание магнитных полей в различных устройствах;
  • фильтры цепей обратной связи;
  • создание колебательных контуров;
  • трaнcформаторы (устройство из двух катушек, связанных индуктивно);
  • силовая электротехника использует для ограничения тока при к. з. на ЛЭП (катушки индуктивности, называются реакторами);
  • ограничение тока в сварочных аппаратах — катушки индуктивности делают его работу стабильнее, уменьшая дугу, что позволяет получить ровный сварочный шов, имеющий наибольшую прочность;
  • применение катушек в качестве электромагнитов различных исполнительных механизмов;
  • обмотки электромагнитных реле;
  • индукционные печи;
  • установление качества железных руд, исследование горных пород при помощи определения магнитной проницаемости минералов.
Читать еще:  Магнитный пускатель 380в хаpaктеристики

Что такое индуктивность

Индуктивностью называется идеализированный элемент электрической цепи, в котором происходит запасание энергии магнитного поля. Запасания энергии электрического поля или преобразования электрической энергии в другие виды энергии в ней не происходит.

Наиболее близким к идеализированному элементу — индуктивности — является реальный элемент электрической цепи — индуктивная катушка.

В отличие от индуктивности в индуктивной катушке имеют место также запасание энергии электрического поля и преобразование электрической энергии в другие виды энергии, в частности в тепловую.

Количественно способность реального и идеализированного элементов электрической цепи запасать энергию магнитного поля хаpaктеризуется параметром, называемым индуктивностью.

Таким образом термин «индуктивность» применяется как название идеализированного элемента электрической цепи, как название параметра, количественно хаpaктеризующего свойства этого элемента, и как название основного параметра индуктивной катушки.

Рис. 1. Условное графическое обозначение индуктивности

Связь между напряжением и током в индуктивной катушке определяется законом электромагнитной индукции, из которого следует, что при изменении магнитного потока, пронизывающего индуктивную катушку, в ней наводится электродвижущая сила е, пропорциональная скорости изменения потокосцепления катушки ψ и направленная таким образом, чтобы вызываемый ею ток стремился воспрепятствовать изменению магнитного потока:

Потокосцепление катушки равно алгебраической сумме магнитных потоков пронизывающих ее отдельные витки:

где N — число витков катушки.

В системе единиц СИ магнитный поток и потокосцепление выражают в веберах (Вб).

Магнитный поток Ф, пронизывающий каждый из витков катушки, в общем случае может содержать две составляющие: магнитный поток самоиндукции Фси и магнитный поток внешних полей Фвп: Ф — Фси + Фвп.

Первая составляющая представляет собой магнитный поток, вызванный протекающим по катушке током, вторая — определяется магнитными полями, существование которых не связано с током катушки — магнитным полем Земли, магнитными полями других катушек и постоянных магнитов. Если вторая составляющая магнитного потока вызвана магнитным полем другой катушки, то ее называют магнитным потоком взаимоиндукции.

Потокосцепление катушки ψ , так же как и магнитный поток Ф, может быть представлено в виде суммы двух составляющих: потокосцепления самоиндукции ψси , и потокосцепления внешних полей ψ вп

Наведенная в индуктивной катушке ЭДС е, в свою очередь, может быть представлена в виде суммы ЭДС самоиндукции, которая вызвана изменением магнитного потока самоиндукции, и ЭДС, вызванной изменением магнитного потока внешних по отношению к катушке полей:

здесь еси — ЭДС самоиндукции, евп — ЭДС внешних полей.

Если магнитные потоки внешних по отношению к индуктивной катушке полей равны нулю и катушку пронизывает только поток самоиндукции, то в катушке наводится только ЭДС самоиндукции.

Потокосцепление самоиндукции зависит от протекающего по катушке тока. Эта зависимость, называемая вебер — амперной хаpaктеристикой индуктивной катушки, в общем случае имеет нелинейный хаpaктер (рис. 2, кривая 1 ).

В частном случае, например для катушки без магнитного сердечника, эта зависимость может быть линейной (рис. 2, кривая 2).

Рис. 2. Вебер-амперные хаpaктеристики индуктивной катушки: 1 — нелинейная, 2 — линейная.

В системе единиц СИ индуктивность выражают в генри (Гн).

При анализе цепей обычно рассматривают не значение ЭДС, наведенной в катушке, а напряжением на ее зажимах, положительное направление которого выбирают совпадающим с положительным направлением тока:

Идеализированный элемент электрической цепи — индуктивность, можно рассматривать как упрощенную модель индуктивной катушки, отражающую способность катушки запасать энергию магнитного поля .

Для линейной индуктивности напряжение на ее зажимах пропорционально скорости изменения тока. При протекании через индуктивность постоянного тока напряжение на ее зажимах равно нулю, следовательно, сопротивление индуктивности постоянному току равно нулю.

В чем измеряется индуктивность катушки

Понятие индуктивности. Единицы измерения. Катушки индуктивности. (10+)

Индуктивность. Понятие. Единицы измерения

Материал является пояснением и дополнением к статье:
Единицы измерения физических величин в радиоэлектронике
Единицы измерения и соотношения физических величин, применяемых в радиотехника.

В самом начале изучения электричества исследователи заметили, что мотки провода при подаче на них напряжения ведут себя странно. Сила тока через них не подчиняется классическому закону Ома. Электрический ток не возникает сразу после подачи напряжения, а нарастает постепенно со временем. Прекратить этот ток тоже непросто. При разрыве цепи возникает искра в месте разрыва. Создается впечатление, что электрический ток в мотке провода обладает инерцией. Теоретические изыскания подтвердили это наблюдение. В катушках индуктивности после подачи на них напряжения происходит накопление энергии в магнитном поле и постепенный рост электрического тока. Если внешний источник отключить, то катушка продолжает поддерживать на своих вывода напряжение достаточное для постепенного убывания силы тока по мере исчерпания накопленной энергии. Если в цепи разрыв, то скачек напряжения может быть очень большим. Теоретические он должен быть бесконечным, но на пpaктике либо происходит пробой места разрыва или изоляции самой катушки, либо вся энергия поглощается паразитными емкостями между витками.

Если подключить катушку индуктивности к батарейке, а потом разорвать цепь, держа одной рукой за один контакт места разрыва, а другой рукой — за другой, то Вы получите ощутимый удар тока. Если катушка обладает большой индуктивности и хорошими параметрами, то Вас может даже убить, хотя вроде бы в Ваших руках обычная батарейка. Кстати на этом эффекте основана работа электрошокера.

Понятие индуктивности

Вашему вниманию подборка материалов:

Пpaктика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

[Изменение силы тока в катушке индуктивности, А] = [Напряжение на катушке индуктивности, В] * [Время действия напряжения, с] / [Индуктивность катушки, Гн]

Индуктивность измеряется в Генри (Гн), Henry (H). Электрический ток через электронный компонент индуктивностью в один Генри, вырастет на один Ампер при условии действия напряжения в один Вольт в течение одной секунды.

Не только катушки проявляют индуктивность. Существуют также интегральные схемы, изменение тока через которые пропорционально напряжению, умноженному на время. Это гираторы

Сила тока через катушку индуктивности (дроссель) не может измениться мгновенно. Этот эффект необходимо учитывать при проектировании переключательных и импульсных схемах. Всегда следует предусматривать цепи, через которые будет отводиться энергия, накопленная в магнитном поле дросселя. Если транзистор или другой коммутирующий элемент подключен последовательно с катушкой индуктивности и быстро закрывается, то на нем возможен всплеск напряжения, способный привести к пробою. Это происходит при работе с трaнcформаторами, дросселями, электромагнитными реле, которые содержат электромагниты с катушками. Для уменьшения всплеска применяются шунтирующие или демпфирующие цепи.

В некоторых источниках написано, что индуктивность может быть только положительной. Это, конечно же, неправда. Применяя преобразователь полного импеданса в противоположный, и подключив к нему катушку индуктивности или гиратор, мы запросто получим электронный прибор, сила тока через который будет снижаться со временем в условиях приложенного положительного напряжения, может стать вообще отрицательной. Эта схема будет демонстрировать отрицательную индуктивность. Другое дело, что намотать катушку с отрицательной индуктивностью нельзя, так как индуктивность пропорциональна квадрату числа витков, а мотать мнимое число витков мы не умеем.

Единицы измерения, кратные Генри (Henry)

Один Генри — довольно большая индуктивность. Вообще изготовить катушку с такой индуктивностью не составит проблем, но она будет больной, и потребности в таких катушках пpaктически нет. В электронных устройствах обычно применяются катушки или их аналоги с меньшими индуктивностями.


Deezer Spleeter — бесплатный инструмент с открытым исходным кодом для разделения аудио на стэмы

Deezer Spleeter — бесплатный инструмент с открытым исходным кодом для разделения аудио на стэмы  Стриминговый сервис Deezer опубликовал код Spleeter, который на основе машинного обучения отделяет вокал от музыки и режет аудио на стэмы....

17 07 2024 5:52:15

Full Bucket Phaser — бесплатный VST/AU-фэйзер от немецких разработчиков

Full Bucket Phaser — бесплатный VST/AU-фэйзер от немецких разработчиков  Немецкая студия Full Bucket Music выпустила минималистичный VST/AU-фэйзер Full Bucket Phaser. Только самые необходимые возможности и ничего лишнего....

16 07 2024 6:30:44

Светодиодная или люминесцентная лампа что лучше

Светодиодная или люминесцентная лампа что лучше Светодиодная или люминесцентная лампа что лучше Чем отличается люминесцентная лампа от светодиодной: анализ и сравнение параметров Дата публикации: 3...

15 07 2024 9:57:45

Снегоуборщик бензиновый MTD M 53: обзор, отзывы

Снегоуборщик бензиновый MTD M 53: обзор, отзывы Снегоуборщик бензиновый MTD M 53: обзор, отзывы Технические хаpaктеристики снегоуборщика MTD M 53 Рассматривая варианты покупки снегоуборочной техники для...

14 07 2024 2:25:22

Max For Cats ABYSS — бесплатный ревербератор для Ableton Live 10 с хеллоуинским дизайном

Max For Cats ABYSS — бесплатный ревербератор для Ableton Live 10 с хеллоуинским дизайном  Бесплатный ревербератор Max For Cats ABYSS для Ableton Live 10 предлагает множество настроек для создания уникальных эффектов....

13 07 2024 12:49:24

Механический снегоуборщик PATRIOT АРКТИКА 426001010: обзор, отзывы

Механический снегоуборщик PATRIOT АРКТИКА 426001010: обзор, отзывы Механический снегоуборщик PATRIOT АРКТИКА 426001010: обзор, отзывы Снегоуборщики Patriot — обзор популярных серий бренда. Описание, особенности и отзывы...

12 07 2024 11:39:43

Как снять рассеиватель со светодиодной лампы

Как снять рассеиватель со светодиодной лампы Как снять рассеиватель со светодиодной лампы Как починить LED-лампочку самостоятельно: пошаговая инструкция Опять перегорела светодиодная лампочка? Не...

11 07 2024 15:41:37

Как включить 3х фазный двигатель на 220

Как включить 3х фазный двигатель на 220 Как включить 3х фазный двигатель на 220 Как подключить трехфазный двигатель к сети 220 вольт Многие хозяева, особенно владельцы частных домов или дач,...

10 07 2024 10:28:57

Что показывает тахометр автомобиля

Что показывает тахометр автомобиля Что показывает тахометр автомобиля Тахометр в автомобиле-что это и как работает В автомобиле есть тахометр, но многие не знают, зачем он необходим. Из...

09 07 2024 16:53:38

Труба стальная гост 3262 75 технические хаpaктеристики

Труба стальная гост 3262 75 технические хаpaктеристики Труба стальная гост 3262 75 технические хаpaктеристики Требования ГОСТ 3262-75 к стальным водогазопроводным трубам ГОСТ 3262-75 – это нормативный...

08 07 2024 17:47:49

Как спаять медь и алюминий

Как спаять медь и алюминий Как спаять медь и алюминий Пайка алюминия с медью О трудностях при пайке алюминия хорошо известно. Но следующим уровнем по сложности и трудности получения...

07 07 2024 17:18:22

На YouTube теперь можно продавать собственный мерч

YouTube заключила партнёрское соглашение с онлайн-платформой по продаже мерча Merchbar. Теперь музыканты могут торговать мерчем прямо из видео....

06 07 2024 18:29:20

Карта сайта

Карта сайта Карта сайта...

05 07 2024 18:27:43

Расчет трaнcформатора на тороидальном сердечнике онлайн

Расчет трaнcформатора на тороидальном сердечнике онлайн Расчет трaнcформатора на тороидальном сердечнике онлайн Расчёт и изготовление трaнcформатора для импульсного блока питания на тороидальном (кольцевом)...

04 07 2024 15:10:45

Микрофонный предусилитель своими руками схема

Микрофонный предусилитель своими руками схема Микрофонный предусилитель своими руками схема Предусилитель для микрофона. Подборка схем Предусилитель для микрофона, он же предварительный усилитель или...

03 07 2024 2:32:56

Фонд Боба Муга совместно с Native Instruments выпустил библиотеку Modular Icons

Фонд Боба Муга совместно с Native Instruments выпустил библиотеку Modular Icons  Библиотека Native Instruments Modular Icons для NI Kontakt предлагает звучание легендарных модульных синтезаторов и сотни пресетов от известных музыкантов....

02 07 2024 12:18:34

Снегоуборщик PATRIOT СИБИРЬ 60 426108600: обзор, отзывы

Снегоуборщик PATRIOT СИБИРЬ 60 426108600: обзор, отзывы Снегоуборщик PATRIOT СИБИРЬ 60 426108600: обзор, отзывы Снегоуборщики Patriot Сибирь — обзор модельного ряда. Описание, особенности и отзывы пользователей...

01 07 2024 6:20:39

Как точить ножи электрорубанка

Как точить ножи электрорубанка Как точить ножи электрорубанка Приспособление для заточки ножей для рубанка Довольно большое распространение получили детали из древесины. Для обработки...

30 06 2024 1:24:42

Roland запатентовала дизайн драм-машины TR-808 и синтезатора TB-303. Угадаете, почему?

Roland запатентовала дизайн драм-машины TR-808 и синтезатора TB-303. Угадаете, почему?  Компания Roland получила патент на дизайн синтезатора TB-303 и драм-машины TR-808, а также зарегистрировала соответствующие торговые марки....

29 06 2024 13:33:26

CITES может снять ограничение на торговлю гитарами из палисандра в ближайшее время — древесина вернётся в гитарную индустрию

CITES может снять ограничение на торговлю гитарами из палисандра в ближайшее время — древесина вернётся в гитарную индустрию  В ближайшее время CITES планирует исключить музыкальные инструменты и снять ограничение на торговлю палисандром для гитарной индустрии....

28 06 2024 16:21:16

Как работает плунжерный насос

Как работает плунжерный насос Как работает плунжерный насос Поршневой и плунжерный насос Содержание Поршневой жидкостный насос является одним из первых представителей насосов....

27 06 2024 22:53:52

Как определить заземляющий провод в трехжильном проводе

Как определить заземляющий провод в трехжильном проводе Как определить заземляющий провод в трехжильном проводе Как определить провод заземления При монтаже розетки или других элементов электропроводки,...

26 06 2024 1:11:33

Цифровое телевидение настройка приставки

Цифровое телевидение настройка приставки Цифровое телевидение настройка приставки Ручная настройка ресивера для цифровых каналов DVB-T2 Автоматическая и ручная настройка цифровых каналов DVB-T2...

25 06 2024 9:59:24

Что такое плунжерный насос

Что такое плунжерный насос Что такое плунжерный насос Поршневой и плунжерный насос Содержание Поршневой жидкостный насос является одним из первых представителей насосов....

24 06 2024 22:54:48

Как правильно подсоединить фотореле

Как правильно подсоединить фотореле Как правильно подсоединить фотореле Фотореле для уличного освещения. Как подключить фотореле Благоустройство придомовой территории часто нуждается в...

23 06 2024 14:28:44

Как домашний кинотеатр подключить к ноутбуку

Как домашний кинотеатр подключить к ноутбуку Как домашний кинотеатр подключить к ноутбуку Как домашний кинотеатр подключить к ноутбуку Доброго времени суток прошу дельного совета, желательно простыми...

22 06 2024 19:45:11

Снегоуборщик бензиновый Stiga ST 5266 PB: обзор, отзывы

Снегоуборщик бензиновый Stiga ST 5266 PB: обзор, отзывы Снегоуборщик бензиновый Stiga ST 5266 PB: обзор, отзывы Снегоуборщик бензиновый Stiga ST 5266 PB Trac Stiga ST 5266 PB Trac – брендовый снегоуборщик от...

21 06 2024 19:53:36

Как правильно подключить ходовые огни через реле

Как правильно подключить ходовые огни через реле Как правильно подключить ходовые огни через реле 4 способа подключить ДХО ДХО (дневные ходовые огни) – дополнительные световые устройства, устанавливаемые...

20 06 2024 15:53:19

Как разобрать аккумулятор ноутбука asus

Как разобрать аккумулятор ноутбука asus Как разобрать аккумулятор ноутбука Только в случае если предполагается, что плата контроллера исправна имеет смысл...

19 06 2024 17:34:41

Как включается амперметр в схему

Как включается амперметр в схему Как включается амперметр в схему Подключение амперметра и вольтметра в сети постоянного и переменного тока Постоянный ток не меняет направления во...

18 06 2024 11:44:36

Как обозначить сечение на чертеже

Как обозначить сечение на чертеже Как обозначить сечение на чертеже Сечения. Определение. Виды сечений. Изображение сечений на чертежах Сечение — изображение фигуры, получающейся при...

17 06 2024 18:39:48

Снегоуборщик Champion ST246: обзор, отзывы

Снегоуборщик Champion ST246: обзор, отзывы Снегоуборщик Champion ST246: обзор, отзывы Снегоуборщик Champion ST246. Обзор, хаpaктеристики, отзывы Снегоуборщик Champion ST246 Снегоотбрасыватель...

16 06 2024 21:28:26

Анемометр что это такое

Анемометр что это такое Анемометр что это такое Что такое анемометр и что им измеряют? Про анемометр слышал пpaктически каждый. Прибор активно используется на метеорологических...

15 06 2024 12:24:50

Как подключить амперметр с шунтом

Как подключить амперметр с шунтом Как подключить амперметр с шунтом Подключение амперметра через шунт. Подбор и расчет устройства Что же такое шунт? Это слово заимствовано из английского...

14 06 2024 7:18:24

Лучшие производители розеток и выключателей

Лучшие производители розеток и выключателей Лучшие производители розеток и выключателей 9 лучших производителей розеток и выключателей Казалось бы, электрическая розетка – это вещь простейшая и...

13 06 2024 16:27:30

Узо устройство защитного отключения принцип работы

Узо устройство защитного отключения принцип работы Узо устройство защитного отключения принцип работы Принцип работы УЗО Аббревиатура УЗО создана от словосочетания «Устройство защитного отключения»,...

12 06 2024 4:42:55

Углекислый газ формула молярная масса

Углекислый газ формула молярная масса Углекислый газ формула молярная масса Молекулярная масса диоксида углерода Углекислый газ и его физические свойства Углекислый газ состоит из углерода и...

11 06 2024 17:11:34

Обработка вокала: 4 техники, превращающие голос в музыкальный инструмент

Обработка вокала: 4 техники, превращающие голос в музыкальный инструмент  Креативная обработка вокала: несколько интересных методик по изменению голоса так, чтобы он стал полноценным и уникальным инструментом в миксе....

10 06 2024 3:44:30

Как отполировать нержавейку от царапин

Как отполировать нержавейку от царапин Как отполировать нержавейку от царапин Методы полировки нержавейки Материал имеет в своем составе легирующие элементы, которые защищают от коррозии и...

09 06 2024 21:54:32

Softube и Marshall запустили совместную серию эмуляторов гитарных усилителей — в неё уже вошла копия усилителя Керри Кинга

Softube и Marshall запустили совместную серию эмуляторов гитарных усилителей — в неё уже вошла копия усилителя Керри Кинга  Совместная серия гитарных эмуляторов Softube Marshall уже предлагает копии усилителей Marshall Plexi и Marshall 2203KK Керри Кинга из Slayer....

08 06 2024 17:46:35

За синтезатор G8TOR можно заплатить любую сумму

За синтезатор G8TOR можно заплатить любую сумму  Мощный синтезатор 2getheraudio G8TOR продается по особой бизнес-модели, которая позволит вам обзавестись мощным плагином за копейки!...

07 06 2024 6:46:56

Чем отличается шкант от нагеля по назначению

Чем отличается шкант от нагеля по назначению Чем отличается шкант от нагеля по назначению Нагель — необходимый крепеж для мебели, лодок и небольших построек Хотя «нагель» и означает в переводе с...

06 06 2024 0:56:11

Ва47 29 с25 хаpaктеристики

Ва47 29 с25 хаpaктеристики Ва47 29 с25 хаpaктеристики Ва47 29 с25 хаpaктеристики Автоматический выключатель ВА 47-29 производства ИЭК предназначены проведения в нормальном режиме...

05 06 2024 1:10:18

Микросхема hcf4060be и ее аналог

Микросхема hcf4060be и ее аналог Микросхема hcf4060be и ее аналог Конструкция зарядного устройства от шуруповёрта Схема, устройство, ремонт Без сомнений, электроинструмент значительно...

04 06 2024 19:32:35

Как подключить несколько лампочек к одному проводу

Как подключить несколько лампочек к одному проводу Как подключить несколько лампочек к одному проводу Организация освещения с двумя лампочками и одним выключателем Часто при электромонтаже освещения зданий...

03 06 2024 3:34:54

Автоматический выключатель дифференциального тока что это

Автоматический выключатель дифференциального тока что это Автоматический выключатель дифференциального тока что это Что такое дифференциальный автомат и как его подключают? Автоматические выключатели способны...

02 06 2024 9:46:35

Платформа Audiofusion превращает смартфон в систему ушного мониторинга

Платформа Audiofusion превращает смартфон в систему ушного мониторинга  Система из трёх приложений Audiofusion (Soundcaster, Performer, Director) организует систему мониторинга через Wi-Fi. Жаль, не взлетит....

01 06 2024 15:46:41

Как поменять шнур на утюге

Как поменять шнур на утюге Как поменять шнур на утюге Как самостоятельно отремонтировать утюг Если утюг перестал греть, можно купить новый, но часто повреждение не очень серьезное и...

31 05 2024 5:41:49

Виды точечных светильников для натяжных потолков фото

Виды точечных светильников для натяжных потолков фото Виды точечных светильников для натяжных потолков фото Точечные светильники для натяжного потолка: какие выбрать? Точечные светильники пользуются...

30 05 2024 3:16:26

Окалина в глазу что делать в домашних

Окалина в глазу что делать в домашних Окалина в глазу что делать в домашних Симптомы Главная > Симптомы > Попала окалина в глаз: алгоритм действий. Попала окалина в глаз: алгоритм действий...

29 05 2024 8:26:32

Еще:
Музыка -1 :: Музыка -2 :: Музыка -3 :: Музыка -4 :: Музыка -5 :: Музыка -6 :: Музыка -7 :: Музыка -8 :: Музыка -9 :: Музыка -10 :: Музыка -11 ::