22 Явище самоіндукції
22.1 Індуктивність
При проходженні струму в колі кожний контур чи виток котушки пронизується власним магнітним потоком, який називається потоком самоіндукції ( ФL ). Сума потоків зчеплених з усіма витками котушки (чи потоків самоіндукції усіх витків) називається потокозчепленням:
Вимірюється у Вб. Одиниця вимірювання прийнята в ім’я вченого Вебера Вільгельма Едуарда, німецького фізика, автора теорії магнітних диполів, який у 1833 році створив перший у Німеччині електромагнітний телеграф, у 1856 році виміряв швидкість світла, у 1871 році запропонував першу електронну модель атома.
Якщо котушка не має осердя з феромагнітного матеріалу, то потокозчеплення у котушці пропорційне значенню струму у її витках:
де - коефіцієнт пропорційності, який називають коефіцієнтом самоіндукції
котушки або індуктивністю, Гн.
Одиниця вимірювання прийнята в ім’я вченого Генрі Джозефа, американського фізика, який у 1828 році створив електромагніт з вантажопідйомністю до 1 тонни, у 1831 році відкрив явище електромагнітної індукції (одночасно з Фарадеєм), винайшов електромагнітне реле, у 1842 році виявив коливний характер розряду конденсатора.
Якщо в контурі відсутні феромагнітні матеріали, то при збільшенні струму пропорційно йому зростає потокозчеплення. Тобто індуктивність в цьому випадку величина стала й не залежить від струму. Якщо контур має феромагнітні матеріали, то ця пропорційність порушується й індуктивність контуру залежить від струму:
Індуктивність - це один із основних параметрів електротехнічних пристроїв. Позначення індуктивності в електричних схемах вказано на рис.22.1.
Рисунок 22.1 - Позначення індуктивності в електричних схемах
Індуктивність - це величина, яка характеризує здатність елемента електричного кола створювати магнітне поле при протіканні в ньому струму.
Такий елемент можна виготовити намотавши котушку з кількох витків мідного дроту. Питомий опір міді у 20÷30 разів менший, ніж у манганіну, і якщо переріз дроту зробити великим, омічним опором (R) такої котушки можна нехтувати. Якщо струм постійний і омічний опір котушки дорівнює нулю, то спад напруги на резистивному опорі котушки згідно закону Ома буде теж дорівнювати нулю. Тому в схемах електричних кіл постійного струму такі ідеалізовані індуктивні елементи, тобто їх не враховують й не зображують у схемах за відсутності в них спадів напруги та втрат потужності. Іноді індуктивність така мала, що нею можна нехтувати, але наявність феромагнітних матеріалів збільшує її величину. Колами з великими індуктивностями є обмотки генераторів, двигунів, трансформаторів й котушок зі сталевим осердям. Меншу індуктивність мають прямолінійні провідники. Короткі прямолінійні провідники, лампи розжарювання, електронагріваючі прилади індуктивність практично не мають й поява ЕРС самоіндукції в них не спостерігається. У техніці використовуються різні котушки як зі сталою так й змінною індуктивністю.