Was ist die Induktivität eines Solenoids?
Ein Elektromagnet ist ein Draht, der in eine Spirale gewickelt ist und ein Magnetfeld erzeugt, wenn ein elektrischer Strom durch ihn fließt, wodurch die Spule in einen Elektromagneten verwandelt wird. Die Induktivität eines Solenoids ist seine Fähigkeit, Änderungen im elektrischen Stromfluss zu widerstehen, basierend auf der Stärke des Magnetfelds, das der Strom erzeugt. Es ist wie das elektrische Äquivalent der Trägheit, die in physischen Objekten vorhanden ist, und es ist auch eine Möglichkeit, die Menge an Energie auszudrücken, die in dem von einem Solenoid erzeugten Magnetfeld gespeichert ist. Sie hängt von einer Reihe von Variablen ab und wird in der Einheit des Internationalen Systems (SI), dem Henry (H), ausgedrückt, was 1 Weber pro Ampere (1 Wb / A) entspricht.
Die Größe und Form des Solenoids sind die Hauptfaktoren, die die Induktivität beeinflussen, aber auch das Material spielt eine Rolle. Die Induktivität wird mit Hilfe ziemlich komplexer Gleichungen berechnet, aber die Faktoren, die sie beeinflussen, sind ziemlich leicht zu verstehen und hängen mit den physikalischen Eigenschaften des Solenoids und der Art und Weise zusammen, wie der Draht gewickelt wird. Je dichter die Spule und je mehr Windungen vorhanden sind, desto höher ist im Wesentlichen die Induktivität des Solenoids.
Vier Faktoren beeinflussen die Induktivität eines Solenoids. Jeder dieser Faktoren setzt für sich genommen voraus, dass alle anderen möglichen Variablen konstant sind. Das heißt, jeder wird als separater Fall daraufhin untersucht, wie sie die Induktivität beeinflussen. Der erste Faktor ist die Anzahl der Schleifen oder Wicklungen der Spule, die die Induktivität mit zunehmender Anzahl der Schleifen erhöht.
Die Induktivität eines Solenoids wird auch vom Durchmesser des Solenoids selbst beeinflusst. Je größer der Durchmesser ist, desto höher ist die Induktivität. Dies wird als die Fläche des Querschnitts des Solenoids ausgedrückt. Wenn angenommen wird, dass die Spule ein Zylinder ist, ist dies die Fläche des Kreises, die ein Ende des Zylinders bildet. Die Induktivität nimmt mit zunehmender Fläche des Kreises zu.
Die Spulenlänge beeinflusst auch die Induktivität eines Solenoids. Alle anderen Faktoren, die unverändert bleiben und die Spule verlängern oder dehnen, verringern die Induktivität. Das Verkürzen oder Zusammendrücken der Spule führt zu einer Erhöhung der Induktivität.
Das Hinzufügen eines Kernmaterials zu einem Solenoid kann dessen Induktivität stark beeinflussen. Ein Kern wird manchmal aus einer Reihe von Gründen zu einem Solenoid hinzugefügt, und die Zugabe eines Kernmaterials kann die Induktivität in beiden Richtungen beeinflussen, abhängig von einer Eigenschaft, die Permeabilität genannt wird und ein Maß dafür ist, wie gut ein Material elektrischen Strom verteilt. Dies ist nicht gleichbedeutend mit Widerstand, der ein Maß dafür ist, wie gut ein Material einen Strom durchlässt. Die Induktivität eines Solenoids wird direkt von der Permeabilität beeinflusst, und ein Kern mit einer höheren Permeabilität führt zu einer erhöhten Induktivität im Gegensatz zu einem Kern mit einer niedrigeren Permeabilität.