Индуктивность
Индуктивность – это свойство электрического проводника сопротивляться изменению электрического тока , протекающего по нему. Поток электрического тока создает магнитное поле вокруг проводника. Напряженность поля зависит от величины тока и следует за любыми изменениями тока. Согласно закону индукции Фарадея , любое изменение магнитного поля в цепи индуцирует электродвижущую силу (ЭДС) ( напряжение ) в проводниках, процесс, известный как электромагнитная индукция . Это индуцированное напряжение, создаваемое изменяющимся током, препятствует изменению тока. Об этом говорит закон Ленца, а напряжение называется обратной ЭДС .
Индуктивность определяется как отношение индуцированного напряжения к скорости изменения тока, вызывающего его. Это коэффициент пропорциональности, который зависит от геометрии проводников цепи и магнитной проницаемости близлежащих материалов. [1] Электронный компонент , предназначенный для добавления индуктивности в цепь, называется катушкой индуктивности . Обычно он состоит из катушки или спирали проволоки.
Термин индуктивность был придуман Оливером Хевисайдом в 1886 году. [2] Обычно используется символ индуктивности в честь физика Генриха Ленца . [3] [4] В системе СИ единицей индуктивности является генри (Гн), который представляет собой величину индуктивности, вызывающую напряжение в один вольт при изменении тока со скоростью один ампер в секунду. Он назван в честь Джозефа Генри , который открыл индуктивность независимо от Фарадея. [5]
История электромагнитной индукции, одной из граней электромагнетизма, началась с наблюдений древних: электрический заряд или статическое электричество (натирание янтаря шелком ), электрический ток ( молния ) и магнитное притяжение (магнитный камень ). Понимание единства этих сил природы и научной теории электромагнетизма началось в конце 18 века.
Электромагнитная индукция была впервые описана Майклом Фарадеем в 1831 году . [6] [7] В эксперименте Фарадея он обернул два провода вокруг противоположных сторон железного кольца. Он ожидал, что, когда ток начнет течь по одному проводу, своего рода волна пройдет через кольцо и вызовет некоторый электрический эффект на противоположной стороне. Используя гальванометр , он наблюдал переходный ток во второй катушке провода каждый раз, когда батарея была подключена или отключена от первой катушки. [8] Этот ток был вызван изменением магнитного потока , которое происходило при подключении и отключении батареи. [9]Фарадей обнаружил несколько других проявлений электромагнитной индукции. Например, он наблюдал переходные токи, когда быстро вставлял и вынимал стержневой магнит из катушки с проводами, и генерировал постоянный ( постоянный ) ток, вращая медный диск рядом со стержневым магнитом с помощью скользящего электрического провода (« Диск Фарадея»). "). [10]
Ток , протекающий по проводнику, создает вокруг проводника магнитное поле , которое описывается законом Ампера . Полный магнитный поток через цепь равен произведению перпендикулярной составляющей плотности магнитного потока на площадь поверхности, охватывающей путь тока. Если ток меняется, магнитный поток через цепь меняется. По закону индукции Фарадея любое изменение потока в цепи индуцирует электродвижущую силу (ЭДС) или напряжение в цепи, пропорциональное скорости изменения потока.
