В цепи переменного тока различают два вида сопротивлений: активное и реактивное. Реактивное сопротивление может быть индуктивным и емкостным. Как было сказано выше, активное сопротивление R — это такое сопротивление, в котором электрическая энергия превращается, в основном, в тепловую энергию (или некоторые другие виды энергии). Таким сопротивлением обладают, например, электронагревательные приборы.
Трансформаторы, электродвигатели, катушки обладают не только активным, но и индуктивным сопротивлением.
Катушка индуктивности — это винтовая (спиральная) катушка из свёрнутого изолированного проводника, намотанного на каркас, обладающая значительной индуктивностью при относительно малом активном сопротивлении.
L
Рисунок 2 Обозначение катушки индуктивности на электрических схемах
Основным параметром катушки индуктивности является её индуктивность, которая определяет, какой поток магнитного поля Ф создаст катушка при протекании через неё тока I:
Ф = L·I
Коэффициент пропорциональности L в этой формуле называется индуктивностью.
Индуктивность катушки – это физическая величина, характеризующая способность катушки накапливать энергию магнитного поля.
Индуктивность катушки зависит от формы и размеров катушки, числа витков намотки, а также от магнитных свойств окружающей среды (магнитной проницаемости сердечника) и определяется по формуле:
где:
L - индуктивность катушки, Гн (генри);
S — площадь сечения катушки, м2
l — длина катушки, м;
N — число витков;
- магнитная постоянная;
μ — магнитная проницаемость материала сердечника
магнитная проницаемость воздуха (вакуума)
Типичные значения индуктивностей катушек от десятых долей мкГн до десятков Гн.
Индуктивное сопротивление катушки зависит от индуктивности катушки и частоты переменного тока и определяется по формуле:
или
xL =ωL=2πνL (6).
Пояснения к формуле (6).
ω - круговая (циклическая) частота, .
частота переменного тока, Гц (герц)
- частота переменного тока промышленной сети.
Как известно из теории колебаний, частота связана с периодом и круговой (циклической) частотой соотношениями:
Из формулы (5) можно определить индуктивное сопротивление и индуктивность катушки. Однако, эта задача осложняется тем, что наряду с индуктивным сопротивлением катушка обычно обладает еще и активным сопротивлением.