Індуктивний опір

До джерела змінного струму підключена котушка індуктивності. Активний опір, що виникає в сполучних проводах і в обмотці котушки, нехтує мало. Тому вважаємо його рівним нулю і не будемо враховувати.

ЕРС самоіндукції

Розберемося, як будуть взаємопов’язані напруга на кінцях котушки з ЕРС самоіндукції виникаючої в ній. Через котушку проходитиме змінний струм, що породжуватиме змінним магнітним полем. Змінне магнітне поле породить вихрове електричне поле.

Напруженість вихрового електричного поля в кожній точці буде дорівнювати за модулем напруженості кулонівського поля, яке буде створюватися зарядами, розташованими на затискачах джерела і в проводах електричного кола. А ось спрямування цих напруженостей в кожній точці будуть протилежні. Тобто ці дві напруженості будуть компенсувати один одного.

І напруженість загального поля, або суперпозиція полів, буде дорівнювати нулю. Отже, в будь-який момент часу напруга всередині провідника дорівнює нулю. Отже, дорівнює нулю і опір котушки.

Отже, ЕРС самоіндукції ei буде дорівнює по модулю і протилежна за знаком питомої роботи кулонівського поля. Сила струму буде змінюватися по гармонійному закону:

I = Im*sin (ω*t).

ЕРС самоіндукції буде дорівнює:

Ei =-L*i ‘=-L*ω*im*cos (ω*t).

Отже, напруга буде дорівнювати:

U = L*ω*Im*cos (ω*t) = L*ω*Im*sin (ω*t + pi/2).

Звідси значення діючої напруги буде дорівнювати Um = L*ω*Im. У підсумку формула придбає наступний вигляд:

U = Um*sin (ω*t + pi/2).

Коливання сили струму відстає від коливання напруги на pi/2.

Амплітуда сили струму буде дорівнювати:

Im = Um/(ω*L).

Індуктивний опір

Введемо позначення XL = ω*L. Ця величина називається індуктивний опір.

Індуктивний опір дорівнює добутку циклічної частоти на індуктивність котушки. Для постійного струму котушка взагалі не буде опором, він не помічає її. А от при змінному струмі котушка буде джерелом опору.

Індуктивний опір буде залежати від частоти змінного струму. Якщо в колі змінного струму з регульованою частотою, послідовно підключити індуктивність і лампочку.

Збільшуючи значення частоти змінного струму, можна бачити, що лампочка буде горіти тьмяніше. Такий же ефект буде спостерігатися при збільшенні індуктивності котушки.

Посилання на основну публікацію