इंडक्टन्स म्हणजे काय

इंडक्टन्सला इलेक्ट्रिक सर्किटचे एक आदर्श घटक म्हणतात ज्यामध्ये चुंबकीय क्षेत्राची ऊर्जा साठवली जाते. इलेक्ट्रिक फील्ड ऊर्जेचा साठा किंवा विद्युत ऊर्जेचे इतर प्रकारच्या ऊर्जेत रूपांतर त्यात होत नाही.

आदर्श घटकाच्या सर्वात जवळची गोष्ट - इंडक्टन्स - इलेक्ट्रिक सर्किटचा एक वास्तविक घटक आहे - प्रेरक कॉइल.

इंडक्टन्सच्या विपरीत, इंडक्टन्स कॉइल देखील विद्युत क्षेत्राची ऊर्जा साठवते आणि विद्युत उर्जेचे इतर प्रकारच्या ऊर्जेत, विशेषतः उष्णतेमध्ये रूपांतरित करते.

परिमाणात्मकदृष्ट्या, चुंबकीय क्षेत्राची ऊर्जा साठवण्यासाठी इलेक्ट्रिक सर्किटच्या वास्तविक आणि आदर्श घटकांची क्षमता इंडक्टन्स नावाच्या पॅरामीटरद्वारे दर्शविली जाते.

अशाप्रकारे, "इंडक्टन्स" हा शब्द इलेक्ट्रिकल सर्किटच्या आदर्श घटकाचे नाव म्हणून, या घटकाच्या गुणधर्मांचे परिमाणवाचकपणे वर्णन करणार्‍या पॅरामीटरचे नाव आणि प्रेरक कॉइलच्या मुख्य पॅरामीटरचे नाव म्हणून वापरले जाते.

तांदूळ. 1. इंडक्टन्सचे पारंपरिक ग्राफिकल नोटेशन

प्रेरक कॉइलमधील व्होल्टेज आणि विद्युत् प्रवाह यांच्यातील संबंध निश्चित केला जातो इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनचा नियम, ज्यावरून असे दिसून येते की जेव्हा प्रेरक कॉइलमध्ये प्रवेश करणारा चुंबकीय प्रवाह बदलतो, तेव्हा त्यात इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स ई प्रवृत्त केला जातो, जो कॉइलच्या फ्लक्स लिंकेजच्या बदलाच्या दराच्या प्रमाणात ψ आणि अशा प्रकारे निर्देशित केला जातो की विद्युत् प्रवाह यामुळे उद्भवतो. ते, चुंबकीय प्रवाहातील बदलास प्रतिबंधित करते:

e = — dψ / दि

कॉइलचा फ्लक्स लिंकेज त्याच्या वैयक्तिक वळणांमध्ये प्रवेश करणार्‍या चुंबकीय प्रवाहांच्या बीजगणितीय बेरीजच्या समान आहे:

जेथे N ही कॉइल वळणांची संख्या आहे.

युनिट्सच्या SI प्रणालीमध्ये, चुंबकीय प्रवाह आणि प्रवाह जोडणे वेबर (Wb) मध्ये व्यक्त केले जातात.

कॉइलच्या प्रत्येक वळणावर प्रवेश करणार्‍या चुंबकीय प्रवाह F मध्ये, सर्वसाधारणपणे, दोन घटक असू शकतात: सेल्फ-इंडक्शन Fsi साठी चुंबकीय प्रवाह आणि Fvp बाह्य फील्डचा चुंबकीय प्रवाह: F — Fsi + Fvp.

पहिला घटक कॉइलमधून वाहणाऱ्या विद्युत् प्रवाहामुळे निर्माण होणारा चुंबकीय प्रवाह आहे, दुसरा घटक चुंबकीय क्षेत्रांद्वारे निर्धारित केला जातो ज्यांचे अस्तित्व कॉइलमधील विद्युत् प्रवाहाशी संबंधित नाही - पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र, इतर कॉइलचे चुंबकीय क्षेत्र आणि कायम चुंबक… जर चुंबकीय प्रवाहाचा दुसरा घटक दुसर्‍या कॉइलच्या चुंबकीय क्षेत्रामुळे निर्माण झाला असेल तर त्याला म्युच्युअल इंडक्शनचा चुंबकीय प्रवाह म्हणतात.

कॉइल फ्लक्स ψ, तसेच चुंबकीय प्रवाह Φ, दोन घटकांची बेरीज म्हणून प्रस्तुत केले जाऊ शकते: सेल्फ-इंडक्शन फ्लक्स लिंकेज ψsi आणि एक्सटर्नल फील्ड फ्लक्स लिंकेज ψvp

ψ= ψsi + ψvp

प्रेरक कॉइलमध्ये प्रेरित EMF e, या बदल्यात, स्व-प्रेरित EMF ची बेरीज म्हणून प्रस्तुत केले जाऊ शकते, जे सेल्फ-इंडक्शनच्या चुंबकीय प्रवाहातील बदलामुळे होते आणि EMF मध्ये बदल झाल्यामुळे होते. कॉइलच्या बाहेरील क्षेत्रापासून चुंबकीय प्रवाह:

e = esi + dvp,

येथे eu हा स्व-प्रेरणाचा EMF आहे, evp बाह्य फील्डचा EMF आहे.

जर प्रेरक कॉइलच्या बाहेरील क्षेत्रांचे चुंबकीय प्रवाह शून्याच्या समान असतील आणि केवळ स्व-प्रेरित प्रवाह कॉइलमध्ये प्रवेश करत असेल तर सेल्फ-इंडक्शनचा EMF.

इंडक्टन्स फ्लक्स संबंध कॉइलमधून वाहणाऱ्या विद्युत् प्रवाहावर अवलंबून असतो. हे अवलंबन, ज्याला वेबर म्हणतात - प्रेरक कॉइलचे अँपिअर वैशिष्ट्य, सामान्यत: एक नॉन-रेखीय वर्ण असतो (चित्र 2, वक्र 1).

एखाद्या विशिष्ट प्रकरणात, उदाहरणार्थ, चुंबकीय कोर नसलेल्या कॉइलसाठी, हे अवलंबन रेखीय असू शकते (चित्र 2, वक्र 2).

तांदूळ. 2. प्रेरक कॉइलच्या वेबर-अँपिअरची वैशिष्ट्ये: 1 — नॉन-लिनियर, 2 — रेखीय.

एसआय युनिट्समध्ये, इंडक्टन्स हेन्रीज (एच) मध्ये व्यक्त केले जाते.

सर्किट्सचे विश्लेषण करताना, कॉइलमध्ये प्रेरित ईएमएफचे मूल्य सहसा विचारात घेतले जात नाही, परंतु त्याच्या टर्मिनल्सवरील व्होल्टेज, ज्याची सकारात्मक दिशा विद्युत् प्रवाहाच्या सकारात्मक दिशेशी जुळण्यासाठी निवडली जाते:

इलेक्ट्रिकल सर्किटचा एक आदर्श घटक — इंडक्टन्स — हे प्रेरक कॉइलचे सरलीकृत मॉडेल म्हणून पाहिले जाऊ शकते, जे चुंबकीय क्षेत्राची ऊर्जा साठवण्याची कॉइलची क्षमता प्रतिबिंबित करते.

रेखीय इंडक्टन्ससाठी, त्याच्या टर्मिनल्समधील व्होल्टेज विद्युत् प्रवाहाच्या बदलाच्या दराच्या प्रमाणात असते. जेव्हा इंडक्टन्समधून डायरेक्ट करंट वाहतो तेव्हा त्याच्या टर्मिनल्समधील व्होल्टेज शून्य असते, म्हणून इंडक्टन्सचा डायरेक्ट करंटचा प्रतिकार शून्य असतो.