Индуктивность

Идеальная индуктивность

Любой проводник обладает индуктивностью L. Она измеряется в Генри (и производных от этой величины, например, нГн=10^-9 Гн, мкГн=10^-6 Гн и мГн=10^-3 Гн) и характеризует свойства проводников с током создавать в пространстве магнитное поле. Индуктивность также является параметром, задающим пропорциональность между напряжением на ней и крутизной изменения тока, текущего через индуктивность:

Строго говоря, индуктивность это параметр индуктивных элементов, например, отрезков проводов, петель и колец из них и катушек из изолированного провода (их часто обобщенно именуют катушками индуктивности). К примеру, обычный проводник длиной в 5 см имеет собственную индуктивность порядка 100 нГ.

Действие катушек индуктивности обусловлено созданием вокруг провода магнитного поля и появлением на индуктивности переменного напряжения при воздействии внешних переменных магнитных полей. Взаимодействие катушек характеризуется взаимной индуктивностью M. На основе катушек индуктивностью с взаимной индуктивностью создаются трансформаторы. Важно отметить, что работа индуктивных элементов обычно возможна на переменном токе, хотя при пропускании постоянного тока катушка индуктивности также создает магнитно поле – на этом построены электромагниты.

Катушки индуктивности (или просто индуктивности) выпускаются промышленностью с самой различной конструкцией и различными номиналами L. Но индуктивность, нередко очень малая (единицы – доли нГ), характерна для любого проводника и любой цепи, как при объемном монтаже, так и в составе печатных плат или интегральных микросхем. Ее учет, особенно на высоких частотах, принципиально необходим. На переменном токе с частотой f индуктивность имеет индуктивное сопротивление X_L=2πfL и создает фазовый сдвиг между напряжением и токов в 90°.

Если подать на идеальную катушку индуктивности неизменное напряжение E то ток через катушку будет линейно нарастать во времени, поскольку в этом случае соблюдается следующее соотношение:

Это свойство катушки индуктивности иногда используется для построения генераторов развертки для электронно-лучевых трубок (кинескопов) с магнитным отклонением. Однако надо учесть, что если последовательно с L включено сопротивление R, то процесс нарастания тока будет экспоненциальным с постоянной времени L/R. Лишь начальная часть его будет линейной. При t→∞ ток i(t) →E/R.

Источник
А. А. Афонский, В. П. Дьяконов, Электронные измерения в нанотехнологиях и в микроэлектронике
Под ред. проф. В. П. Дьяконова, Москва, ДМК пресс, 2011