Co to jest impedancja cewki indukcyjnej?

Impedancja cewki indukcyjnej, znana również jako reaktancja indukcyjna, jest uogólnioną koncepcją oporności cewki indukcyjnej na prąd stały (DC) i prąd przemienny (AC). Element pasywny, cewka indukcyjna, jest odporna na zmiany prądu. Materiały i konstrukcja induktora określają impedancję cewki indukcyjnej. Do obliczenia wartości impedancji konkretnego induktora można zastosować wzór matematyczny.

Odporność na zmiany prądu w połączeniu z możliwością magazynowania energii w polu magnetycznym to jedne z najbardziej użytecznych właściwości cewki indukcyjnej. Kiedy prąd przepływa przez określony cewkę indukcyjną, wytwarza zmienne pole magnetyczne, które może indukować napięcie przeciwne do wytwarzanego prądu. Napięcie indukowane jest wówczas proporcjonalne do prędkości zmiany prądu i wartości indukcyjności.

Induktor może być wykonany na wiele sposobów i z kilku różnych materiałów. Konstrukcja i materiały mogą wpływać na impedancję cewki indukcyjnej. Cewki indukcyjne i ich materiały mają określone specyfikacje elektryczne, które obejmują takie właściwości, jak rezystancja DC, indukcyjność, przepuszczalność, dystrybuowana pojemność i impedancja. Każdy induktor ma składową AC i składową DC, które mają własne wartości impedancji. Impedancja komponentu DC jest znana jako rezystancja uzwojenia DC, natomiast impedancja komponentu AC nazywana jest reaktancją cewki indukcyjnej.

Impedancja może się różnić i być manipulowana przez materiały, które tworzą cewkę indukcyjną. Na przykład induktor może mieć dwa obwody, które są sprzężone i wyregulowane tak, że impedancja wyjściowa jednego obwodu jest równoważna impedancji wejściowej przeciwnego obwodu. Nazywa się to impedancją dopasowaną i jest korzystne, ponieważ w wyniku tego rodzaju konfiguracji obwodu cewki indukcyjnej występuje minimalna utrata mocy.

Impedancję indukcyjną można rozwiązać za pomocą równania matematycznego, używając częstotliwości kątowej i indukcyjności. Impedancja zależy od częstotliwości fali; im wyższa częstotliwość fali, tym wyższa impedancja. Ponadto im wyższa wartość indukcyjności, tym wyższa impedancja cewki indukcyjnej. Podstawowe równanie impedancji oblicza się, mnożąc wartości „2”, „π”, „hertz” i „henries” o długości fali. Wartości uzyskane w tym równaniu zależą jednak od innych wartości, w tym omowych pomiarów rezystancji, reaktancji pojemnościowej i reaktancji indukcyjnej.

Uzyskanie impedancji cewki indukcyjnej wymaga dodatkowych obliczeń. Zarówno reaktancja pojemnościowa, jak i reaktancja indukcyjna są o 90 stopni poza fazą przez rezystancję, co oznacza, że ​​maksymalne wartości obu występują w różnych momentach w czasie. Dodawanie wektora służy do rozwiązania tego problemu i obliczenia impedancji. Reaktancję pojemnościową można obliczyć, dodając kwadraty reaktancji indukcyjnej i rezystancji. Pierwiastek kwadratowy z dodanych wartości jest następnie brany i stosowany jako wartość reaktancji pojemnościowej.