前回の記事は、インダクタンスを理解するための「知覚」についてであり、この記事は、インダクタンスを理解するための「合理的」についてです。このコラムの伝統を守りながら、いくつかの教科書の公式をリストし、理解しやすいように鮮やかなgifアニメーションをいくつか配置します。

1.インダクタンスの単位

前の記事からわかるように、インダクタンスは電流の変化に抵抗するデバイスの能力を反映しています。この「対立」は、インダクターの誘導電流と誘導起電力（逆起電力とも呼ばれます）に反映されます。

インダクタンスの単位はヘンリーで、記号はLです。 L = 1ヘンリーの定義は次のとおりです。電流は1アンペア/秒（1A / s）のリズムで変化します。インダクターに発生する誘導起電力の電圧が1Vの場合、このインダクタンスは1ヘンリーです。

無線および通信機器では、共通のインダクタンス単位はnH（ナノヘンリー）であり、MHzレベルの電流変化に応答します。電力および電源機器では、共通のインダクタンス単位はμH（uH、マイクロヘンリー）であり、KHzレベルの電流に応答します。変更点：オーディオ機器では、一般的なインダクタンス単位はmH（how heng）であり、数百Hzから2KHzの電流変化を処理できます。

電流の変化に抵抗する過程で、インダクターは電気的および磁気的エネルギーの変換を伴います。インダクターの容量が大きいほど、変換および保存できるエネルギーが大きくなります。

2.インダクタの電圧と電流の変化

インダクタの電圧と電流の関係を見てみましょう：V = -L * di / dt

この式は、インダクタに誘導される起電力の電圧が電流変化の速度に関連していることを反映しています。

定数Lの場合、電流の変化が速いほど、発生する誘導起電力電圧が高くなります。特に回路スイッチを開閉すると、電流の瞬間的な変化により回路スイッチの場所に火花が発生することがあります（火花は空気が壊れたときにのみ発生します。電圧は少なくとも数万ボルトです。瞬間電圧は非常に高いです。短いですが、必ずしもエネルギーが大きいとは限りません）。

以下に示すように、インダクタンス、抵抗、および電力（周期的な方形波）で構成される回路を構築します。

電圧計が各デバイスに並列に接続されているため、波形を簡単に確認できます。特に、抵抗の両端の電圧を介して、回路の両端の電流を推定することができます（オームの法則）。電源は、最大10V、最小0V、100Hzの周期的な方形波です。

インダクタの電圧と電流の波形の変化を見てみましょう。

その中で、緑の波形は電源電圧の変化を表し、黄色の波形はインダクタの電圧の変化を表し、青の波形は抵抗電圧の変化を表し、これは回路全体の電流の変化も反映します。

電源が0V-> 10Vに変化すると、インダクタの電圧が正のパルスを生成し（電圧の急激な変化）、このパルスの極性は電源電圧の極性と反対になります。インダクター電圧は電源電圧の影響を弱めるため、急激に電流が増加することはなく、回路全体の電流は0Aから始まり、定常状態になるまで徐々に上昇します（急激に変化することはありません）。

電源が10V→0Vに変化すると、インダクタの電圧が負のパルスを生成し（電圧の急激な変化）、このパルスの極性は電源電圧の極性と同じになります。インダクター電圧は電源電圧の影響を受け続けるため、電流が急激に減少することはなく、回路全体の電流は1A（10V /10Ω）から始まり、定常状態になるまで徐々に減少します（電流は急激に変化しません）。

これは、前回の記事で、インダクタンスは電磁気学の分野における慣性デバイスであると述べたことと一致しています。電流が変化するのを嫌い、常に独自のエネルギーを使用して電流の元の状態を維持します。

この回路には、電源電圧が0V以上であっても、回路全体がオンになっているスイッチングデバイスが意図的に配置されていないことに注意してください。ただし、回路にスイッチを入れると、スイッチがオフの状態と電源が0Vの状態が異なるので、後で分析します。インダクタが電流の慣性デバイスとして機能することを想像できますが、回路が突然切断され、電流にループがない場合はどうなりますか？

第三に、インダクタンスの時定数

LR回路では、外部励起（DC）の変化に応じて、インダクタの電圧と電流が安定状態に達するまでに一定のプロセスが必要であり、その波形は指数関数的な変化に一致します。

時間定数τ= L / R。 5τ以降、特にDCの場合、インダクタの電圧と電流は安定する傾向があります。このとき、インダクタは短絡と同等であり、電流は最大Imax = V / Rに達します。

定常状態に達する過程で、インダクタはエネルギーを蓄積（電気エネルギーを磁気エネルギーに変換し、上記の0V-> 10Vからの励起電力の変化に対応）またはエネルギーを解放します（磁気エネルギーを電気エネルギーに変換し、前述の10V-からの励起電力に対応します）。 > 0Vの変化）。したがって、この定数は、充電および放電時間定数とも呼ばれます。

第四に、インダクター誘導リアクタンスのインピーダンス

容量と同様に、異なる周波数の励起下でのインダクタンスの性能を測定するには、インピーダンスが必要です。特に、純粋な誘導回路の場合、インピーダンスは誘導リアクタンスです。

インダクタンスとインダクタンスの計算式はX =2π* f * Lです。周波数が高いほど、誘導性リアクタンスは大きくなります。

たとえば、図2の電源の励起を100Hzから1KHzに増やすと、どうなりますか？

この回路では、周波数が高くなると、インダクタのインピーダンスが大きくなるため、より多くの電圧をインダクタに分配でき、より少ない電圧を抵抗に分配できます。別の見方をすれば、抵抗が負荷の場合、それは降圧回路ではありませんか？

5.インダクタンスと容量の比較（式）

覚えやすいように、インダクタンスと容量の比較をリストしましょう。

（全文の後、教科書の公式は本当に重要です）