Урок № 32 Индуктивность.

Урок № 32 Индуктивность.

Индуктивность — это физическое свойство простейшего устройства. На базе этого свойства работает такой элемент, как катушка индуктивности.

Простейшая катушка индуктивности.

Впервые это свойство открыл и описал американский ученый Джозеф Генри. Хотя одновременно с ним работы вёл Майкл Фарадей. Генри изучал явление самоиндукции, которое и повлекло открытие такого свойства как индуктивность. Основная идея индуктивности состоит в следующем:

Это способность проводника с током создавать магнитный поток.

Вокруг проводника, по которому течет ток, образуется магнитное поле. Если проводник свернуть в кольцо, то магнитное поле будет в первую очередь внутри контура и по кольцу вокруг проводника выходить наружу.

Но есть еще одно явление - самоиндукция, оно вызвано изменением силы тока.

Основное условие в том, что ток должен меняться, то есть возрастать или уменьшаться, именно в этом случае образуется ЭДС самоиндукции.

Это свойство можно применить и в обратную сторону:

Если замкнутый контур перемещать в магнитном поле, то в контуре будет наводится (появляться) возрастающий или убывающий электрический ток.

Сам по себе один виток, образует небольшую ЭДС, поэтому используют несколько витков. Если внутри контуров пространство заполнено воздухом, то индуктивность маленькая, так как воздух имеет низкую магнитную проводимость. Поэтому используют специальные материалы - например феррит.

Катушка с сердечником

Для простоты понимания можно привести следующую таблицу:

Для катушки индуктивности характерен и обратный процесс, тут по подробнее: если сквозь контур пропускать постоянный магнитный поток, то нечего не будет, если его увеличивать (например приближать магнит), то будет возникать электрический ток в определенном направлении, если магнитный поток уменьшать (удалять магнит например), то будет возникать ток в другом направлении.

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

Катушка имеет активное сопротивление - сопротивление самого проводника, проволоки. И реактивное сопротивление, которое как раз вызвано явлением самоиндукции. То есть катушка за счет образования магнитного потока, препятствует возрастанию тока. И наоборот при спаде тока, поддерживает его за счет энергии электромагнитного поля. Тут уместно привести пример с инертностью - разогнать тяжелый шар одна задача, затем затормозить его, другая.