Induktanssi

Induktanssi (inductance) on sähköpiirin ominaisuus, joka vastustaa virran muutoksia magneettikentän kautta syntyvän vuorovaikutuksen vuoksi. SI-yksikkö on henry (H). Induktanssi L määritellään muodossa L = NΦ / I, jossa N on käämien kierrosten määrä, Φ on magneettinen fluxi käämien poikki ja I virta niiden läpi. Flux linkage λ on NΦ, ja ideaalissa induktorissa jännite noudattaa v = dλ/dt = L di/dt.

AC-tilanteissa induktorilla on impedanssi Z_L = jωL, missä ω = 2πf on kulmataajuus ja X_L = ωL sen reaktanssi. Tämä tarkoittaa, että virta viivästyy jännitteestä ja suurimmat vaikutukset ilmenevät taajuudesta riippuen. Induktanssiin liittyy myös magneettiseen kenttään tallentuva energia: W = 1/2 L I^2.

Induktanssi riippuu geometrian ja materiaalin ominaisuuksista. L kasvaa, kun käämien lukumäärä N kasvaa, ja L on suurimmillaan L ∝ μ N^2 A / l, missä μ on materiaalin permeabiliteetti, A poikkipinta-ala ja l magneettisen polun pituus. Käytännössä on sekä ilman ydintä (ilma- tai ilma-ydin) että ferromagneettisia-ytimiä, kuten ferriittejä tai laminoitua rautaa. Ytimen magnetointi kärsii saturaatioista ja häviöistä (hysteresis, pyörrehäviöt). Käytännössä induktoreilla on myös parasiittisia elementtejä, kuten sarjaresistanssi (DCR) ja kapasitanssi, jotka vaikuttavat käyttäytymiseen erityisesti korkeilla taajuuksilla.

Kahden käämin järjestelyissä on mutual inductance M, jota kuvaavat Siirtokeskisiä suhteita v1 = L1 di1/dt + M di2/dt ja v2 = M di1/dt + L2 di2/dt. Yhteyskerroin k = M / sqrt(L1 L2) kertoo, kuinka tehokkaasti magneettinen vuorovaikutus siirtää energiota. Sovelluksia ovat suodattimet, virransyötöissä käytettävät induktorit, energian varastointi sekä transformaattorit ja langattomat viestit.