Com calcular la inductància
De la mateixa manera que un cos amb massa en mecànica resisteix l'acceleració a l'espai, manifestant inèrcia, així la inductància impedeix que el corrent en un conductor canviï, manifestant-se una FEM d'autoinducció. Aquest és el FEM de l'autoinducció, que s'oposa tant a una disminució del corrent, intentant mantenir-lo, com a un augment del corrent, intentant disminuir-lo.
El fet és que en el procés de canvi (augment o disminució) del corrent al circuit, també canvia el flux magnètic creat per aquest corrent, que es localitza principalment a la zona limitada per aquest circuit. I a mesura que el flux magnètic augmenta o disminueix, indueix un EMF d'autoinducció (segons la regla de Lenz, contra la causa que el provoca, és a dir, contra el corrent esmentat al principi), tot en el mateix circuit. La inductància L aquí s'anomena factor de proporcionalitat entre el corrent I i el flux magnètic total Φ, aquest corrent generat per:
Així doncs, com més gran sigui la inductància del circuit, més fort és que el camp magnètic resultant, impedeix que el corrent canviï (és el camp que el crea) i per tant tardarà més en canviar el corrent per una inductància més gran, amb la mateixa tensió aplicada. L'afirmació següent també és certa: com més gran sigui la inductància, més gran serà la tensió a través del circuit quan canviï el flux magnètic a través d'ell.
Suposem que canviem el flux magnètic en una determinada regió a una velocitat constant, aleshores, en cobrint aquesta regió amb diferents circuits, obtindrem més tensió en aquell circuit la inductància del qual és més gran (el transformador, la bobina de Rumkorf, etc. funciona amb aquest principi).
Però, com es calcula la inductància del bucle? Com trobar el factor de proporcionalitat entre el corrent i el flux magnètic? El primer que cal recordar és que la inductància canvia en Henry (H). A les bornes d'un circuit amb una inductància d'1 henry, si el corrent que hi ha canvia un ampere per segon, apareixerà una tensió d'1 volt.
La magnitud de la inductància depèn de dos paràmetres: de les dimensions geomètriques del circuit (longitud, amplada, nombre de voltes, etc.) i de les propietats magnètiques del medi (si, per exemple, hi ha un nucli de ferrita dins del bobina, la seva inductància serà més gran que si no hi ha nucli a l'interior).
Per calcular la inductància produïda, cal saber quina forma tindrà la pròpia bobina i quina permeabilitat magnètica tindrà el medi a l'interior (la permeabilitat magnètica relativa del medi és el factor de proporcionalitat entre la permeabilitat magnètica d'un buit i la magnètica). permeabilitat d'un medi determinat.Per descomptat, és diferent per a diferents materials)...
Vegem les fórmules per calcular la inductància de les formes més habituals de bobines (solenoide cilíndric, toroide i fil llarg).
Aquí teniu la fórmula per calcular la inductància solenoide — bobines, la longitud de les quals és molt més gran que el diàmetre:
Com podeu veure, coneixent el nombre de voltes N, la longitud del bobinat l i l'àrea de la secció transversal de la bobina S, trobem la inductància aproximada de la bobina sense nucli o amb nucli, mentre que la magnètica la permeabilitat del buit és un valor constant:
Inductància d'una bobina toroidal, on h és l'alçada del toroide, r és el diàmetre interior del toroide, R és el diàmetre exterior del toroide:
La inductància d'un cable prim (el radi de la secció transversal és molt més petit que la longitud), on l és la longitud del cable i r és el radi de la seva secció transversal. Mu amb els índexs i i e són els permeabilitats magnètiques relatives dels entorns interns (materials conductors interns) i externs (materials externs fora del conductor):
Una taula de permitivitats relatives us ajudarà a estimar quina inductància podeu esperar d'un circuit (filferro, bobina) utilitzant un determinat material magnètic com a nucli:
