Катушка индуктивности

Элементы электрической цепи переменного тока

Условно-графическое изображение катушки индуктивности имеет вид:

С электрическим током в цепи связано магнитное поле. Параметр, количественно характеризующий связанное с током магнитное поле, называется индуктивностью L.

Индуктивностью L витка с током называется отношение магнитного потока Ф, пронизывающего этот виток, к току I, вызвавшему этот поток.

Величина индуктивности измеряется в Генри [Гн], миллиГенри [мГн] или микроГенри [мкГн].

Для катушки, состоящей из N витков провода, результирующая индуктивность L, равняется:

где N - число витков; L_i - индуктивность одного i -го витка.

Катушка индуктивности - это элемент электрической цепи, запасающий энергию в магнитном поле. Количество энергии, запасаемой в этом поле, может быть определено из соотношения:

При воздействии на катушку изменяющегося тока на ее выводах индуцируется ЭДС самоиндукции, препятствующая этому изменению:

Для постоянного тока e(t) = 0.

Если приложено напряжение к катушке U_L(t), то справедливо соотношение:

U_L(t)-e(t)=0 или U_L(t)=-e(t)=L di/dt.

Таким образом:

Для постоянного тока индуктивность обладает нулевым сопротивлением, так как U_L(t)=0 при di = 0.

Ток в катушке индуктивности связан с приложенным напряжением:

Если на катушку воздействует гармонический сигнал:

То

где X_L =w₀ • L - реактивное сопротивление индуктивности;

Комплексное сопротивление катушки индуктивности без потерь:

График зависимости реактивного сопротивления индуктивности от частоты приведен на рисунке 1.22, а векторная диаграмма на рисунке 1.23.

Рис. 1.22 Частотная характеристика индуктивности

Рис.1.23 Векторная характеристика индуктивности

Наиболее распространенными типами катушек являются цилиндрическая однослойная и многослойная типа "универсаль". Применение магнитных сердечников позволяет уменьшить размеры катушки и улучшить отношение реактивного сопротивления к сопротивлению потерь.

Дата добавления: 2014-01-03