Podstawy – Co to jest indukcyjność

Cewka indukcyjna jest urządzeniem, które poddane działaniu prądu o narastającym natężeniu generuje napięcie wsteczne, przeciwstawiające się temu prądowi. Indukcyjność własna określa, ile energii może zmagazynować cewka indukcyjna.

Cewka indukcyjna powinna zawierać przynajmniej jeden zwój przewodnika, ale zwykle składa się z większej liczby zwojów. W zależności od zastosowania, może posiadać rdzeń, wykonany przewa żnie z materiału magnetycznego. Niektóre cewki indukcyjne z rdzeniem powietrznym mają jednak uzwojenie nawinięte na kształtce z kartonu, tworzywa sztucznego lub z innego materiału, przyjmującej formę takiej kształtki.

 Indukcyjność i magnetyzm

Związek pomiędzy prądem elektrycznym, magnetyzmem i ruchem jest bardzo ważny w indukcyjności. Elektrony dysponują ładunkiem; ruch elektronów oznacza przepływ prądu. Ten przepływ wytwarza pole magnetyczne. Gdy ładunki, a zatem i pole magnetyczne, zaczynają się poruszać, powstaje siła zdolna spowodować ruch lub wywrzeć nacisk.

Domena magnetyczna jest to obszar w materiale magnetycznym, który zachowuje jeden kierunek magnetyzacji. Linie określające kierunek strumienia indukcji magnetycznej nazywane są liniami sił lub liniami pola magnetycznego. Ruch przewodnika z prądem (np. zwykłego przewodu) w polu magnetycznym indukuje napięcie w tym przewodniku. Przepływ prądu przez przewodnik wytwarza pola magnetyczne wokół przewodnika (patrz: „Indukcyjność i magnetyzm: fakty i przykłady”). Natężenie pola jest proporcjonalne do natężenia prądu. Wzrost natężenia prądu powoduje wzmocnienie pola, spadek natężenia prądu – osłabienie pola. 

Rys. 1. Kiedy zostanie podłączone napięcie do zwoju przewodnika, natężenie pola magnetycznego wzrasta proporcjonalnie do ilości zwojów.

Gdy przepływ prądu jest ustalony, pole magnetyczne jest stałe. Pole jest obecne, ale nie zostaje wzmocnione ani osłabione. Kiedy jednak prąd przestaje płynąć, pole zanika. Ponieważ zanik pola magnetycznego to zjawisko przeciwne do tego, jakie ma miejsce przy wytworzeniu pola, napięcie indukowane w przewodniku ma przeciwny zwrot do napięcia, jakie spowodowało wytworzenie pola. To zjawisko jest znane jako reguła Lenza (patrz: „Prawa dotyczące indukcyjności”).

Autor: Wendell S. Rice