Самоиндукција

Из Википедије, слободне енциклопедије

Самоиндукција је појава да променљива струја својим променљивим магнетним пољем ствара индуковану струју. Када кроз проводник протиче струја око њега се ствара магнетно поље. Променљива струја ствара магнетно поље чији интензитет магнетне индукције варира, што означава да се мења и флукс. Промена флукса, према Фарадејевом закону означава и стварање идуковане електромоторне силе, односно индуковане струје.

Смер индуковане струје[уреди]

Смер индуковане струје одређује се помоћу Ленцовог правила. Према истом, индукована струја има такав смер да се противи узроку свог настанка, односно промени флукса. Повећање струје означава повећање флукса, индукована струја отуда тежи да га смањи, па је тад смер индуковане супротан од смера протицања номиналне струје. При смањењу вредности номиналне струје (струје извора) флукс се смањује, индукована струја тежи да га повећа, па је тада смер индуковане струје исти као и номиналне.

Самоиндукција има за последицу чињеницу да струја у колу не достиже одмах вредност предвиђену Омовим закон, већ то чини након извесног времена(које је релативно кратко). Исто тако при отварању прекидача у струјном колу, односно прекидом протицања струје извора кроз исто, у колу ће и даље постојати струја настала услед самоиндукције (наравно само извесно време).

Коефицијент самоиндукције[уреди]

Како би био описан појам самоиндукције уводи се појам коефицијента самоиндукције. Обележава се са L. За дати проводник при непроменљивим условима он је константа.

Опште карактеристике[уреди]

Мерна јединица преко које се коефицијент самоиндукције изражава у Си-систему је H (хенри). У питању је величина која зависи од облика проводника и средине. За праволинијски проводник она је мала, али је ипак присутна, док је за соленоид знатно већа. Убацивањем гвозденог језгра у соленоид расте његов коефицијент самоиндукције, пошто је гвожђе феромагнетик.

Пошто се флукс у зависности од јачине струје мења по обрасцу:

\Phi = {LI}

његова промена је:
{\Delta\Phi} = {{L}{\Delta I}}

Дељењем ове једнакости са временом, користећи притом Фарадејев закон долазимо до обрасца за електромоторну силу самоиндукције:

\mathcal{E}_{i}= -L\frac{dI}{dt}.


Коефицијент самоиндукције је својеврсни еквивалент масе у механици. Уопште, самоиндукција је аналогна са инерцијом, па је отуда присутна та упоредивост.

Коефицијент самоиндукције се користи и за математичко изражавање енергије магнетног поља. Следећи претходно наведену аналогију између самоидукције и инерције, упоређивањем са обрасцем за кинетичку енергију долази се до формуле:

W = \frac{LI^2}{2}.

За завојницу[уреди]

За завојницу (калем) вредност коефицијента самондукције изражавамо преко формуле: \displaystyle L = {{\mu_0N^2S}\over{l}}., где је \mu_0-магнетна пермеабилност вакуума, S-површина попречног пресека, а l-дужина калема.

Претходно наведена формула важи само у вакууму, док за друге средине потребно десну страну исте помножити са релативном пермеабилношћу дате средине. Ова формула потврђује да коефицијент самоиндукције зависи само од средине у којој се налази и свог облика, као што је претходно наведено.

Индуктивни отпор[уреди]

У колу наизменичне струје присутство елемента индуктивног отпора, односно завојнице, доводи до појаве фазне разлике. Напон на завојници жури у односу на струју за угао од π/2. Самоиндукцију овде можемо сматрати извесним отпора, који називамо индуктивним отпором. Он може бити компензован од стране капацитативног отпора, и тада је импеданса кола једнака термогеном отпору и коло је у резонанцији и фазна разлика између струје и напона је једнака нули. Индуктивни отпор се обично обележава са X_L. Као и термогени отпор мери се у омима.

Он се рачуна преко формуле: X_L=2π\nuL, где је \nu фреквенција.

Види још[уреди]