при включенні котушки індуктивності в ланцюг змінного струму, під дією безупинно мінливого напруги відбуваються зміни цього струму. У свою чергу, ці зміни викликають генерацію магнітного поля, яке періодичний зростає або убуває. Під його впливом в котушці індукується зустрічну напруга, що перешкоджає змінам струму. Таким чином, перебіг струму відбувається під безперервним протидією, який отримав назву індуктивного опору.
Дана величина пов'язана безпосередньо з частотою прикладеної напруги (f) і значенням індуктивності (L). Формула індуктивного опору буде виглядати наступним чином: XL = 2πfL. Пряма пропорційна залежність, в разі необхідності, дозволяє шляхом перетворення основної формули обчислити частоту або значення індуктивності.
Від чого залежить індуктивний опір
Під дією змінного струму, що проходить по провіднику, навколо цього провідника утворюється змінне магнітне поле. Дія цього поля призводить до наведення в провіднику електрорушійної сили зворотного напрямку, відомої ще як ЕРС самоіндукції. Протидія або опір ЕРС змінним струмом отримало назву реактивного індуктивного опору.
Дана величина залежить від багатьох факторів. В першу чергу на неї впливає як значення струму не тільки у власному провіднику, а й в сусідніх проводах. Тобто збільшення опору і потоку розсіювання відбувається в міру збільшення відстані між фазними проводами. Одночасно знижується вплив сусідніх проводів.
Існує таке поняття, як погонное індуктивний опір, яке обчислюється за формулою: X0 = ω x (4,61g x (Dср / Rпр) + 0,5μ) x 10-4 = X0 '+ X0' ', в якій ω є кутовий частотою, μ - магнітною проникністю, Dср - середньогеометричні відстанню між фазами ЛЕП, а Rпр - радіусом дроти.
Величини X0 'і X0' 'представляють собою дві складові частини погонного індуктивного опору. Перша з них X0 'являє собою зовнішнє індуктивний опір, залежне тільки від зовнішнього магнітного поля і розмірів ЛЕП. Інша величина - X0 '' є внутрішнім опором, що залежить від внутрішнього магнітного поля і магнітної проникності μ.
На лініях електропередачі високої напруги від 330 кВ і більше, що проходять фази розщеплюються на кілька окремих проводів. Наприклад, при напрузі 330 кВ фаза розділяється на два дроти, що дозволяє знизити індуктивний опір приблизно на 19%. Три дроти використовуються при напрузі 500 кВ - індуктивний опір вдається знизити на 28%. Напруга 750 кВ допускає поділ фаз на 4-6 провідників, що сприяє зниженню опору приблизно на 33%.
Погонное індуктивний опір має величину в залежності від радіуса дроти і абсолютно не залежить від перетину. Якщо радіус провідника буде збільшуватися, то значення погонного індуктивного опору буде відповідно зменшуватися. Істотний вплив роблять провідники, розташовані поруч.
Індуктивний опір в колі змінного струму
Однією з основних характеристик електричних ланцюгів є опір, яке може бути активним і реактивним. Типовими представниками активного опору вважаються звичайні споживачі - лампи, розжарювання, резистори, нагрівальні спіралі і інші елементи, в яких електричний ток виконує корисну роботу .
До реактивному відносяться індуктивне і ємнісне опору, що знаходяться в проміжних перетворювачів електроенергії - індуктивних котушках і конденсаторах. Ці параметри в обов'язковому порядку враховуються при виконанні різних розрахунків. Наприклад, для визначення загального опору ділянки кола, складаються активна і реактивна складові . Додавання здійснюється геометричним, тобто, векторних способом, шляхом побудови прямокутного трикутника. У ньому обидва катета є обома опорами, а гіпотенуза - повним. Довжина кожного катета відповідає діючим значенням того чи іншого опору.
Як приклад можна розглянути характер індуктивного опору в найпростішої ланцюга змінного струму. У неї входить джерело живлення, що володіє ЕРС (Е), резистор, як активна складова (R) і котушка, що володіє індуктивністю (L). Виникнення індуктивного опору відбувається під дією ЕРС самоіндукції (Еси) в котушкові витках. Індуктивний опір збільшується відповідно до зростання індуктивності ланцюга і значення струму, що протікає по контуру.
Таким чином, закон Ома для такого ланцюга змінного струму буде виглядати у вигляді формули: Е + Еси = I x R. Далі за допомогою цієї ж формули можна визначити значення самоіндукції: Еси = -L x Іпр, де Іпр є похідною струму від часу. Знак «мінус» означає протилежний зміст Еси по відношенню до змінюється значенням струму. Оскільки в колі змінного струму подібні зміни відбуваються постійно, спостерігається істотне протидія або опір з боку Еси. При постійному струмі дана залежність відсутня і всі спроби підключення котушки в такий ланцюг привели б до звичайного короткого замикання.
Для подолання ЕРС самоіндукції, на висновках котушки джерелом живлення повинна створюватися така різниця потенціалів, щоб вона могла хоча-б мінімально компенсувати опір Еси (Uкат = -Есі). Оскільки збільшення змінного струму в ланцюзі приводить до зростання магнітного поля, відбувається генерація вихрового поля, яке і викликає зростання протилежної струму в індуктивності. В результаті, між струмом і напругою відбувається зміщення фаз.
Індуктивний опір котушки
Котушка індуктивності відноситься до категорії пасивних компонентів, що використовуються в електронних схемах. Вона здатна зберігати електроенергію, перетворюючи її в магнітне поле. В цьому і полягає її основна функція. Котушка індуктивності за своїми характеристиками і властивостями нагадує конденсатор, який зберігає енергію у вигляді електричного поля.
Індуктивність, яка вимірюється в Генрі, полягає в появі навколо провідника зі струмом магнітного поля. У свою чергу, пов'язано з електрорушійної силою, яка протидіє прикладеному змінному напрузі і силі струму в котушці. Дана властивість і є індуктивний опір, що знаходиться в протифазі з ємнісним опором конденсатора. Індуктивність котушки можливо підвищити за рахунок збільшення кількості витків.
Для того щоб з'ясувати, чому дорівнює індуктивний опір котушки, слід пам'ятати, що воно, в першу чергу, протидіє змінному струмі. Як показує практика, кожна индуктивная котушка сама по собі має певний опір.
Проходження змінного синусоїдального струму через котушку, призводить до виникнення змінного синусоїдального напруги або ЕРС. В результаті, виникає індуктивний опір, яке визначається формулою: XL = ωL = 2πFL, в якій ω є кутовий частотою, F - частотою в герцах, L - індуктивність в генрі.
