Induktivität ist eines der grundlegenden Konzepte auf dem Gebiet der Elektrizität und Elektronik. Es handelt sich um eine Eigenschaft, die sich in Stromkreisen manifestiert und einen erheblichen Einfluss auf deren Verhalten hat.
In diesem Artikel erklären wir im Detail, was Induktivität in der Elektrizität ist, wie sie funktioniert und welche Bedeutung sie für verschiedene Anwendungen hat.
Was ist Induktivität?
Induktivität ist eine elektrische Eigenschaft, die sich in einer Komponente manifestiert, die als Induktor bezeichnet wird. Ein Induktor ist ein passives Gerät, das in Stromkreisen verwendet wird, um Energie in Form eines Magnetfelds zu speichern. Es besteht aus einer Drahtspule, die um einen Kern gewickelt ist, der aus verschiedenen Materialien wie Eisen oder Luft bestehen kann.
Wenn ein elektrischer Strom an einen Induktor angelegt wird, erzeugt er um sich herum ein Magnetfeld.
Die Intensität dieses Magnetfeldes hängt vom Strom ab, der durch den Induktor fließt, und von seinen geometrischen Eigenschaften, wie beispielsweise der Anzahl der Windungen in der Spule und der Art des verwendeten Kerns.
Induktivitätsverhalten
Die Induktivität wird in Henry (H) gemessen und ist ein Maß für den Widerstand, den ein Induktor der Änderung des durch ihn fließenden Stroms entgegensetzt. Diese Eigenschaft ergibt sich aus der Tatsache, dass eine Stromänderung in einem Induktor gemäß dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion eine induzierte elektromotorische Kraft erzeugt.
Wenn Sie versuchen, den durch einen Induktor fließenden Strom zu ändern, wirkt dieser der Änderung entgegen, was zu einer gegenelektromotorischen Kraft (EMF) führt, die den Strom konstant hält.
Mathematisch wird dies durch die folgende Gleichung ausgedrückt:
Wo:
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V ist die induzierte elektromotorische Kraft (EMF) in Volt (V).
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L ist die Induktivität in Henry (H).
-
di / dt ist die Änderungsrate des Stroms in Ampere pro Sekunde (A/s).
Diese Gleichung zeigt, dass die induzierte EMF direkt proportional zur Stromänderungsrate ist. Je größer die Induktivität, desto größer ist der Widerstand gegen die Stromänderung.
Bedeutung der Induktivität
- Signalfilterung : Induktivitäten werden in Filterschaltungen verwendet, um bestimmte Signalfrequenzen zu blockieren oder durchzulassen. Dies ist für den Aufbau stabilisierter Stromversorgungen und Hochfrequenzschaltungen von entscheidender Bedeutung.
- Energiespeicherung : Induktoren können Energie in ihrem Magnetfeld speichern und diese später an den Stromkreis abgeben. Dies wird in Anwendungen wie Stromrichtern und Batterielade- und -entladesystemen verwendet.
- Interferenzunterdrückung : In elektronischen Schaltkreisen werden Induktivitäten verwendet, um elektromagnetische Störungen zu unterdrücken und die Signalintegrität aufrechtzuerhalten.
- Transformatoren : Transformatoren, die auf dem Induktivitätsprinzip basieren, sind für die Änderung der Wechselspannung in Stromversorgungs- und Stromverteilungsanwendungen unerlässlich.
- Erzeugung magnetischer Impulse : Induktivitäten werden auch zur Erzeugung magnetischer Impulse in Anwendungen wie der Zündung von Kraftfahrzeugmotoren und Funkkommunikationssystemen verwendet.
- Solarenergie : Die Umwandlung von Sonnenenergie in Elektrizität durch elektromagnetische Induktion ist die Grundlage für den Betrieb von Photovoltaikmodulen zur Nutzung von Sonnenenergie.
