18. Indukcyjność cewki z rdzeniem ferromagnetycznym

Indukcyjność cewki to miara jej zdolności do magazynowania energii w polu magnetycznym podczas przepływu prądu.

—

Definicja indukcyjności

Indukcyjność $ L $ jest stosunkiem strumienia magnetycznego $ \Phi $ przez cewkę do natężenia prądu $ I $ płynącego w cewce:

$$ L = \frac{N \Phi}{I} $$

gdzie:

$ N $ — liczba zwojów cewki,
$ \Phi $ — strumień magnetyczny przez pojedynczy zwój [Wb],
$ I $ — natężenie prądu [A].

—

Indukcyjność cewki z rdzeniem ferromagnetycznym

Indukcyjność cewki z rdzeniem o przenikalności magnetycznej $ \mu $ można wyrazić wzorem:

$$ L = \mu \cdot \frac{N^2 S}{l} $$

gdzie:

$ \mu = \mu_0 \mu_r $ — przenikalność magnetyczna rdzenia,
$ N $ — liczba zwojów,
$ S $ — pole przekroju poprzecznego rdzenia [m²],
$ l $ — długość drogi magnetycznej w rdzeniu [m].

—

Wpływ rdzenia ferromagnetycznego

Rdzeń ferromagnetyczny zwiększa przenikalność magnetyczną $ \mu_r $ (względną), co znacząco zwiększa indukcyjność cewki w porównaniu do cewki powietrznej.

Typowe wartości $ \mu_r $ dla materiałów ferromagnetycznych mogą wynosić od kilkuset do kilku tysięcy, co oznacza wzrost indukcyjności o rząd wielkości.

—

Indukcyjność cewki decyduje o jej właściwościach w obwodach prądu zmiennego, m.in. o zdolności do przeciwstawiania się zmianom prądu (reaktancji indukcyjnej).