Идеализиран индуктивен елемент - Studiopedia

Индуктивен елемент, идеален индуктор или индуктивност, е идеализиран елемент от електрическа верига, който има само свойството да акумулира енергията на магнитно поле. Реален елемент, който отразява свойствата на индуктивността, е индуктор (фиг. 1.10), в който има допълнителни загуби, свързани с преобразуването на електрическата енергия в топлинна енергия.

Ориз. 1.10. Условно графично изображение на бобината

На фиг.1.9. името на физическия елемент (индуктор) е посочено отгоре, а името на неговия модел, индуктивност, е дадено отдолу. В електрическите вериги индукторите (индуктивностите) са изобразени като три полукръга с радиус 1,5 ¸4 mm (фиг. 1.10).

Когато токът преминава през индуктивен елемент (фиг. 1.10), магнитните силови линии пресичат неговите завои. За да се характеризира цялото магнитно поле на индуктивен елемент, се въвежда понятието връзка на потока.

, (1,15)

където е броят на навивките на индуктивната намотка; - номера на намотката, към която е свързан потокът. Стойността на връзката на потока се определя от зависимостта

, (1.16)

където е коефициентът на пропорционалност, наречен индуктивност. Има положителна стойност и е количествена характеристика на индуктивния елемент. Индуктивността се измерва в хенри (H), а магнитният поток се измерва във вебери (Wb).

Връзката между тока и напрежението на индуктивен елемент, като се вземе предвид (1.16), се определя в съответствие със закона за електромагнитната индукция чрез израза

. (1,17)

Съгласно (1.17) напрежението върху индуктивния елемент е пропорционално на скоростта на изменение на тока в него. По този начин се отразява моделът на индуктора за моментните стойности на тока и напрежениетоматематическа зависимост

, (1.18)

което може да се запише и като обратен израз за (1.18), т.е.

. (1,19)

Силата на електрическите трептения в индуктивния елемент, като се вземе предвид (1.18), ще бъде равна на

, (1,20)

тези. може да бъде или положителен (когато посоките и ) съвпадат, или отрицателен (когато посоките и ) не съвпадат. Освен това в първия случай индуктивността натрупва енергията на магнитното поле, а във втория, което съответства на факта, че индуктивността отдава натрупаната преди това енергия на външната верига.

Съхранената енергия в индуктивния елемент към момента t се определя съгласно (1.5)

. (1,21)

Идеализираните елементи на капацитет и индуктивност, способни да съхраняват енергията на електрическите и магнитните полета, се наричат ​​енергоемки елементи на електрическа верига с „електрическа инерция“, тъй като промяната в енергията на електрическите и магнитните полета в тях не може да настъпи мигновено. Наистина, ако промяната в енергията в индуктивните и капацитивните елементи е настъпила моментално, т.е. скок, то при t→0 степента (1.6), равна на скоростта на промяна на енергията, ще се обърне към безкрайност, което е невъзможно. Това предполага невъзможността за резки промени в тока в индуктивността и напрежението върху капацитета, които са пряко включени в изразите за енергиите върху капацитета (1.14) и индуктивността (1.21).

Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката:

---