O princípio de funcionamento da indutância é muito abstrato.Para explicar o que é uma indutância, começamos com fenômenos físicos básicos.

Um, dois fenômenos e uma lei-magnetismo por eletricidade, eletricidade por magnetismo e a lei de Lenz

1. Fenômeno eletromagnético

Houve um experimento em física do ensino médio: uma pequena agulha magnética foi colocada ao lado do condutor energizado, e a direção da pequena agulha magnética foi desviada, indicando que há um campo magnético ao redor da corrente. Este fenômeno foi descoberto em 1820 pelo físico dinamarquês Oersted.

Se enrolarmos o condutor em um círculo, o campo magnético gerado por cada círculo do condutor pode ser sobreposto e o campo magnético geral se tornará mais forte, o que pode atrair pequenos objetos. Na figura, a corrente da bobina é 2 ~ 3 A. Observe que o fio esmaltado tem um limite de corrente nominal, caso contrário, ele derreterá em alta temperatura:

2. Magnetismo (dinâmico)

Em 1831, o cientista britânico Faraday descobriu que quando uma parte de um condutor em um circuito fechado realiza um corte no campo magnético, eletricidade é gerada no condutor. O pré-requisito é que o circuito e o campo magnético estejam em um ambiente relativamente mutável, por isso é chamado de magnetismo "móvel" e a corrente gerada é chamada de corrente induzida.

Podemos fazer experiências com um motor. Geralmente, o motor de escova CC comum tem ímãs permanentes no estator e condutores de bobina no rotor. Girar o rotor manualmente significa que o condutor está cortando as linhas magnéticas de força. Conecte os dois eletrodos do motor com um osciloscópio e a mudança de tensão pode ser medida. O gerador é feito com base neste princípio.

3. Lei de Lenz

Lei de Lenz: A direção da corrente induzida gerada pela mudança do fluxo magnético é a direção que se opõe à mudança do fluxo magnético.

O simples entendimento desta frase é: quando o campo magnético (campo magnético externo) no ambiente do condutor se torna mais forte, o campo magnético gerado por sua corrente induzida é oposto ao efeito do campo magnético externo, tornando o campo magnético geral mais fraco do que o campo magnético externo. Quando o campo magnético (campo magnético externo) no ambiente do condutor fica mais fraco, o campo magnético gerado por sua corrente induzida é oposto ao efeito do campo magnético externo, tornando o campo magnético geral mais forte do que o campo magnético externo.

Pela lei de Lenz, a direção da corrente induzida no circuito pode ser avaliada.

Dois, bobina do tubo espiral - explica como o indutor funciona

Com as reservas de conhecimento dos dois fenômenos acima e uma lei, vamos ver como funciona o indutor.

A indutância mais simples é uma bobina de tubo espiral:

Situação durante a inicialização

Interceptamos uma pequena seção do tubo espiral e podemos ver duas bobinas, bobina A e bobina B:

Durante o processo de inicialização, a situação é a seguinte:

1. A corrente que passa pela bobina A, assumindo sua direção conforme mostrado pela linha contínua azul, é chamada de corrente de excitação externa;
2. De acordo com o princípio do eletromagnetismo, a corrente de excitação externa gera um campo magnético, e o campo magnético começa a se espalhar no espaço circundante e cobre a bobina B, que é equivalente à bobina B cortando as linhas de força magnéticas, conforme mostrado pela linha pontilhada azul;
3. De acordo com o princípio da magnetoeletricidade, a corrente induzida é gerada na bobina B, a direção é mostrada pela linha verde sólida e a direção é oposta à corrente de excitação externa;
4. De acordo com a lei de Lenz, o campo magnético gerado pela corrente induzida deve se opor ao campo magnético da corrente de excitação externa, por isso é mostrado como a linha pontilhada verde;

Depois que a energia estiver estabilizada (DC)

Depois que a energização está estável, a corrente de excitação externa da bobina A é constante, e o campo magnético gerado por ela também é constante. O campo magnético e a bobina B não se movem em relação um ao outro, então não há magnetização e nenhuma corrente representada pela linha verde sólida. Neste momento, a indutância é equivalente a um curto-circuito para excitação externa.

Terceiro, as características da indutância - a corrente não pode ser repentina

Depois de entender como o indutor funciona, vamos examinar a característica mais importante do indutor - a corrente no indutor não pode mudar repentinamente.

Na figura, a abscissa da curva certa é o tempo e a ordenada é a corrente no indutor. Considere o momento em que a chave é fechada como a origem do tempo.

pode ser visto:

1. No momento em que a chave é fechada, a corrente do indutor é 0A, o que equivale a um circuito aberto, pois a corrente instantânea muda bruscamente e uma grande corrente induzida (verde) será gerada para resistir à corrente de excitação externa (azul);
2. No processo de atingir um estado estacionário, a corrente no indutor muda exponencialmente;
3. Após atingir o regime permanente, a corrente no indutor é I = E / R, o que equivale a um curto-circuito do indutor;
4. Ecoando a corrente induzida está a força eletromotriz induzida, sua função é se opor a E, por isso é chamada de Back EMF (força eletromotriz traseira);

4. O que é indutância?

A indutância é usada para descrever a capacidade de um dispositivo de resistir a mudanças na corrente. Se a capacidade de resistir às mudanças na corrente for mais forte, maior será a indutância e vice-versa.

Para excitação DC, a indutância final aparece como um curto-circuito (a tensão é 0).Mas, no processo de energização, a tensão e a corrente não são 0, o que significa que há energia. O processo de acumular essa energia está carregando. Ele armazena essa energia na forma de um campo magnético. Quando necessário (como a excitação externa não consegue manter um estado estacionário)Atual sob) libera energia.

A indutância é um dispositivo inercial no campo do eletromagnético. Dispositivos inerciais não gostam de mudanças. Assim como o volante na dinâmica, é difícil girar no início e, uma vez que gira, é difícil parar e a conversão de energia ocorre durante o período.