Induktans

Mal:Elektromagnetisme Induktans er den eigenskapen ved ein elektrisk krins at han gjev opphav til ei elektrisk spenning i krinsen sjølv (retta mot straumretninga) og i andre elektriske krinsar i nærleiken, når den elektriske straumen i krinsen endrar seg. Dette vert kalla «sjølvinduktans», respektivt «gjensidig induktans».

SI-eininga for induktans er weber/ampere, som har fått namnet Henry, med symbolet H. Tidlegare vart denne storleiken kalla «induksjonskoeffisienten» eller berre «induksjon».

Sjølvinduktans

Sjølvinduktansen til ein spole er definert som

$L=\mu \frac{d\lambda }{di}=N\mu \frac{d\varphi }{dt}$,

der $\lambda =N\varphi$ er den magnetisk flukskoplinga, i er straumen gjennom spolen, N er talet på vindingar, Φ er den magnetiske fluksen og $\mu ={\mu }_0{\mu }_r$ er permeabiliteten til kjerna i spolen, der ${\mu }_0=1$ er permeabilitet i vakuum og ${\mu }_r$ er den relative permeabilitet til kjernematerialet. I ein spole med luftkjerne er $\mu ={\mu }_0=1$.

Når det går ein tidsvarierande straum gjennom ein spole med induktanse L er den induserte motspenninga

$v_L=L\frac{di}{dt}$.

Den induserte spenninga er retta i motset retning av straumen gjennom spolen og vil difor motverka ei endring av straumen gjennom spolen. Denne eigenskapen vert nytta i elektriske filter.

Gjensidig induktans

To spolar med sjølvindusktans $L_1$ and $L_2$ og gjensidig induktans $M$.

På grunn av at den magnetiske fluksen spreier seg utover i rommet vert galvanisk skilde spolar kopla til einannan med ein gjensidig induktans M. Når det går ein straum $i_1$ i den eine krinsen vert det indusert ei spenning

$v_2=M\frac{d{i}_i}{dt}$,

i den andre krinsen. Tilsvarande når det går ein straum $i_2$ i den andre krinsen vert det indusert ei spenning

$v_1=M\frac{d{i}_2}{dt}$,

i den fyrste krinsen. Gjensidig induktans ligg til grunn for transformatorar og elektriske generatorar og motorar. Gjensidig induktans kan òg føra til problem, som til dømes interferens mellom elektriske signal i ulike leiarar i elektriske kablar eller banar på krinskort.

Bruksområde

Spolar og andre kretselement som gjev induktans kan brukast i mange samanhengar:

• Induktive sløyfer vert brukt til trafikkregistrering, som t.d. måling av snøggleik til køyretøy og antal passeringar. Vidare brukar ein induktive sensorar i vegbanen for å styra trafikkljos. Ettersom bilar består av mykje metall vil slike induktive sløyfer i vegbanen få ein merkbar endra induktans når ein bil køyrer over dei. Om sløyfa er knytt til ei vekselspenningskjelde vil straumen ha ein konstant verdi når ingen bilar er i nærleiken, men når ein bil køyrer over vert straumen snøgt redusert. Dette målar ein og brukar som eit kriterium trafikkregistreing og for å endra frå raudt til grønt ljos for ei gate der det kjem trafikk.

• I generatorar og elektriske motorar er det fleire vindingar som har magnetisk kopling. I ein motor er det krefter mellom leiarar som fører elektrisk straum som vert aktivt utnytta. I ein generator er det induksjon som er det grunnleggjande prinsippet for at han verker.

Kjelder

• Franco, S., Electric circuits fundamentals, Saunder College Publ., 1995.