Električni induktivitet: razlika između inačica
Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
uklanjanje izmjene suradnika 93.143.78.179 (razgovor) (HG) (3.1.22) |
Nadopunio Električni induktivitet |
||
Redak 1:
{{Elektromagnetizam|cTopic=[[Električna mreža]]}}
[[datoteka:Inductors-photo.JPG|mini|desno|290px|[[Električna zavojnica|Električne zavojnice]].]]
'''Električni induktivitet''', preciznije '''vlastiti induktivitet''' ili '''samoinduktivitet''' (znak: ''L'') fizikalna je [[mjerna veličina|veličina]] kojom se izražava odnos između [[magnetski tok|magnetskog toka]] (Φ) obuhvaćenog (ulančenog) [[električna struja|električnom strujom]] u nekom krugu i jakosti te struje (''I''):▼
:<math> L=\frac{\Phi}{I}</math>▼
[[datoteka:Induction experiment.png|mini|desno|290px|[[Michael Faraday|Faradayev]] [[pokus]] koji dokazuje elektromagnetsku indukciju: [[baterija]] ''(desno)'' stvara [[električna struja|električnu struju]] koja prolazi kroz malu [[električna zavojnica|električnu zavojnicu]] ''(A)'', stvarajući [[magnetsko polje]]. Kada zavojnica miruje ne inducira se nikakav napon. Ali ako se mala zavojnica kreće unutar velike zavojnice ''(B)'', [[magnetski tok]] unutar velike zavojnice se mijenja, stvarajući (inducirajući) električnu struju koja se može opaziti na [[Galvanometar|galvanometru]] ''(G)''.<ref>[http://books.google.com/books?id=JzBAAAAAYAAJ&pg=PA285 Poyser, Arthur William (1892), ''Magnetism and electricity: A manual for students in advanced classes'']. London and New York; Longmans, Green, & Co., p. 285, fig. 248. Retrieved 2009-08-06.</ref>]]
[[datoteka:Toroidal inductor.jpg|mini|desno|290px|Toroidno namotana [[električna zavojnica]].]]
[[datoteka:Solenoid-1.png|mini|desno|290px|Cilindrično namotana [[električna zavojnica]] ili [[solenoid]].]]
'''Električni induktivitet''', '''induktivnost''' ili '''induktivitet''' (oznaka ''L'') je [[fizikalna veličina]] koja opisuje svojstvo [[električni vodič|električnog vodiča]] da se opire promjeni [[Električna struja|jakosti električne struje]], osobito izraženo kod [[Električna zavojnica|električnih zavojnica]]. Električni induktivitet je količnik [[električni napon|električnoga napona]] induciranoga na krajevima električne zavojnice i [[brzina|brzine]] kojom se mijenja jakost električne struje u električnoj zavojnici. To je [[koeficijent]] razmjernosti između induciranoga napona ''U<sub>i</sub>'' i brzine promjene jakosti struje ''dI/dt'' kroz vodič:
:<math>U_i = -L \cdot \frac{dI}{dt}</math>
[[Mjerna jedinica]] induktivnosti je [[henri]] (H). <ref> '''induktivnost (induktivitet)''', [http://www.enciklopedija.hr/natuknica.aspx?ID=27349] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2017.</ref>
▲
Ujedino se uz induktivitet veze i pojam induktivnosti, a induktivnost je svojstvo induktiviteta da u sebi
== Elektromagnetska indukcija ==
{{glavni|Elektromagnetska indukcija}}
'''Elektromagnetska indukcija''' je [[pojava]] da se u zavoju [[Električni vodič|vodljive žice]] stvara (inducira) [[električni napon]] ([[elektromotorna sila]]) ako se mijenja [[magnetski tok]] što ga zavoj obuhvaća. Ako promjenljivi magnetski tok umjesto kroz jedan zavoj prolazi kroz [[Električna zavojnica|zavojnicu]] s ''N'' zavoja, bit će ukupni inducirani napon zavojnice ''N'' puta veći, jer se naponi svih zavoja zbrajaju. Zbog tih napona teći će i [[električna struja]] ako se zavoju ili [[električna zavojnica|električnoj zavojnici]] zatvori [[strujni krug]]. [[Pokus]]e o elektromagnetskoj indukciji prvi je otkrio [[Michael Faraday|M. Faraday]] 1831. i pokazao kako se promjenom [[magnetski tok|magnetskoga toka]] može dobiti inducirani napon. Prva je mogućnost da se zavoj pomiče u [[magnetsko polje|magnetskom polju]] ili da se uza zavoj koji miruje pomiče [[magnet]], pri čemu se promjena magnetskoga toka može slikovito shvatiti kao presijecanje magnetskih [[Silnice|silnica]] [[električni vodič|električnim vodičem]] zavoja. Tako dobiveni inducirani napon označuje se kao '''napon pomicanja'''. No i bez ikakva relativnog pomicanja može se u zavoju ili zavojnici dobiti inducirani napon ako je promjenljivo magnetsko polje proizvedeno [[Izmjenična električna struja|promjenljivom strujom]]. Za to je potrebna takozvana primarna zavojnica, u kojoj teče promjenljiva struja (na primjer izmjenična električna struja), i uz nju, sekundarna zavojnica, u kojem će promjenljivo magnetsko polje inducirati napon. Zbog međusobnoga magnetskoga djelovanja primarne zavojnice na sekundarnu, ta se pojava naziva '''međusobnom indukcijom'''. No, kako je i zavojnica koja proizvodi promjenljivi magnetski tok obuhvaćena silnicama vlastitoga toka, njoj će biti induciran '''napon samoindukcije'''. <ref> '''elektromagnetska indukcija''', [http://www.enciklopedija.hr/natuknica.aspx?id=17628] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.</ref>
== Samoindukcija ==
Uzme se [[elektromagnet]] i spoje se krajevi žice preko prekidača s [[pol]]ovima [[akumulator]]a. Neka elektromagnet ima najmanje 300 zavoja debele žice. Kada se prekine [[strujni krug]], pojavit će se na mjestu prekida jaka električna iskra kakvu ne bismo dobili kod običnog prekida spoja između polova akumulatora. Znači da se u ovakvom spoju s elektromagnetom pojavio mnogo veći [[električni napon]] od napona akumulatora. To pokazuje [[voltmetar]] ako se uključi između dovodnih žica. Kad električna struja teče, voltmetar pokazuje mali otklon, a kod prekida struje kazaljka voltmetra se jako otkloni na suprotnu stranu.
Ovu pojavu tumačimo na slijedeči način. Pri ukapčanju strujnog kruga stvara se u zavojnici elektromagneta [[magnetsko polje]], te zavoji zavojnice sijeku magnetsko polje. Zbog toga se u zavojnici inducira električni napon koji je suprotnog smjera od električnog napona akumulatora. Iz tog razloga na početku teče slaba struja. Kad prekinemo strujni krug, nastaje električni napon takvog smjera da nastoji održati električnu struju. Ona će, dakle, biti iztog smjera kao struja koja se prekida.
Induciranje električnog napona u nekom dijelu strujnog kruga zbog promjene magnetskog polja koja je uzrokovana vlastitom električnom strujom zove se samoindukcija. Samoindukcija je velika kod elektromagneta, a slabija kod zavojnice bez [[željezo|željeza]]. Iz pokusa vidimo da za smjer struje samoindukcije vrijedi također [[Lenzovo pravilo|Lenzov zakon]].
Veličina induciranog električnog napona samoindukcije bit će to veći što zavojnica ima više zavoja i što je veća brzina promjene magnetskog toka. Smjer električnog napona samoindukcije ''U<sub>i</sub>'' je uvijek takav da ona nastoji spriječiti promjenu, koja ju je izazvala. Ako struja u kratkom vremenu ''dt'' sekunda naraste na ''dI'' [[amper]]a, onda je dI/dt brzina porasta struje, pa je:
:<math>U_i = -L \cdot \frac{dI}{dt}</math>
gdje je: ''L'' - koeficijent samoindukcije ili induktivitet i svojstvena je veličina za [[električni vodič]]. Mjerna jedinica za induktivitet je 1 [[henri]] (H). '''Induktivitet od 1 H ima zavojnica u kojoj promjena jakosti električne struje od 1 amper (A) u sekundi izaziva elektromotornu silu od 1 volt (V).'''
:<math>L = -U_i \cdot \frac{dt}{dI}</math>
pa je:
:<math> \mathrm{H} = - \mathrm{V} \cdot \frac{\mathrm{s}}{\mathrm{A}}</math>
Da je induktivitet uzrok što jakost električne struje u nekom strujnom krugu sa zavojnicom ne postiže odmah onu vrijednost koju bi struja trebala da ima po [[Ohmov zakon|Ohmovu zakonu]], već tu vrijednost postiže nakon izvjesnog vremena, može se pokazati s [[pokus]]om. Uzme se strujni krug s dvije paralelne grane. U jednoj grani su elektromagnet i [[električna žarulja]] spojeni u seriju, a u drugoj se grani nalazi ravan električni vodič i električna žarulja. Kad se pusti struja, žarulja će u grani s elektromagnetom trebati neko vrijeme da se užari do punog sjaja zbog suprotnog električnog napona samoindukcije, dok će u grani s ravnim vodičem zasvijetliti odmah punim sjajem.
Zbog pojave samoindukcije nastaje prilikom prekida električne struje u prekidačima kod mnogih aparata električna iskra koja prouzrokuje kvarove. Zato se takvi prekidači obično stavljaju u [[Mineralna ulja|ulje]] koje je dobar [[električni izolator]]. <ref> Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.</ref>
== Međusobna indukcija ==
Priključi se [[električna zavojnica]] na [[strujni krug]] u kojem se nalazi tipkalo i [[akumulator]]. Uz spomenutu zavojnicu stavimo drugu, na čije je krajeve priključen galvanometar. Čim se tipkalom ukopča [[električna struja]], kazaljka galvanometra pomaknut će se i odmah vratiti u početni položaj. Ista će pojava nastati kad prekinemo struju ili je jačamo odnosno slabimo. Naime, svaka promjena električne struje koja nastane kod ukapčanja i iskapčanja, odnosno jačanja ili slabljenja struje, izaziva promjenu magnetskog toka u obje zavojnice. Jedna zavojnica utječe na drugu jer su magnetski spojene, to jest cijeli im je [[magnetski tok]] ili jedan njegov dio zajednički. Prema tome vidimo da između dva strujna kruga može postojati veza preko [[magnetsko polje|magnetskoga polja]] iako nemaju metalnu vezu. Uzajamno djelovanje dvaju ili više strujnih krugova koji su međusobno vezani magnetskim tokom zove se '''međusobna indukcija'''.
==Izvori==
{{izvori}}
▲Ujedino se uz induktivitet veze i pojam induktivnosti, a induktivnost je svojstvo induktiviteta da u sebi skladisti magnetsku energiju.
[[Kategorija:Fizikalne veličine]]
[[Kategorija:Elektrotehnika]]
| |||