Опір, обус-ловлений індуктивністю котушки, або індуктивний опір. внесене в ланцюг змін-ного струму котушкою, позначається символом XL і одно:
де f - частота струму, Гц; L - індуктивність котушки, Гн; pi = 3,14.
Ця формула показує, що чим вище частота струму, тим більше індуктивний опір тієї ж котушки. При постійному струмі, частоту змін якого можна прийняти рівною нулю (f = 0), індуктивний опір котушки також дорівнює нулю.
Змінний струм, що проходить через котушку з актив-ним опором, значно меншим індуктивного опору, визначається за законом Ома, якщо замість активного опору R підставити величину індуктивного опору котушки XL:
якщо частота струму велика, то через котушку буде проходити дуже малий струм, незважаючи на високу напругу, що прикладається до неї, і на мізерно мале її активний опір;
Змінний струм, що проходить через котушку індуктивності, активним опором якої можна знехтувати (R <
Реальна котушка індуктивності в колі змінного струму
Будь-яка котушка індуктивності має крім індуктивного опору ще деяким і активним опором. При постійному струмі активну опору-тивление котушки визначається лише одним опираючись-ням дроту, якою вона намотана, але при змін-ном струмі з'являються втрати енергії в ізоляційних матеріалах і в магнітному осерді (якщо такий є в котушці), які проявляють себе в збільшенні актив -ного, що не вносить зсуву фаз опору. Крім того, в зв'язку з поверхневим ефектом збільшується опір самого проводу котушки. В результаті загальне активний опір котушки зростає, і тим більше, чим вище частота струму.
Активний опір R котушки можна вважати включеним послідовно з індуктивним опираючись-ням XL (рис. 3-11). Однак при цьому опору R і Х L можна складати арифметично, бо вони мають різний характер: R не викликає, а XL викликає зрушення фаз між струмом і падаючими на них напря-жениями UR і UL для на-ходіння дійсного опору необхідно складати їх геометрично.
На підставі властивості прямокутного трикутника знаходять Z за формулою
Коефіцієнт потужності і добротність котушки індуктивності
Для визначення кута зсуву фаз φ в ланцюзі з індуктивністю користуються співвідношенням
яке випливає з трикутника опорів (3-11)
Обчисливши cos φ, величину кута зсуву фаз φ знаходять по таблиці. Однак для практичних розрахунків здебільшого доводиться користуватися не вели-чиною кута, а саме значенням cos φ.
Коефіцієнт потужності, як міра прояву властивостей індуктивності ланцюгом LR, вказується для силових уста-новок, електродвигунів та інших приладів, що живляться змінним струмом низької частоти. У такого роду уста-новки наявність зсуву фаз між струмом і напругою небажано. Тому чим більше cos φ, т. Е. Чим менше зрушення фаз. тим краще. Звідси випливає прагнення вся-но зменшити в таких ланцюгах реактивний опір, знизити величину індуктивності.
У котушках індуктивності, навпаки, шкідливі актив-ні втрати енергії і, конструюючи їх, намагаються напів-чить по можливості велику індуктивне і мале актив-ве опір. Тому мірою якості, добротності, котушок індуктивності вважають ставлення
де QL - добротність котушки
З трикутника опорів (рис. 3-11) випливає, що QL є не що інше, як tg φ, але хоча це і дві одно-значні величини, термін «тангенс фе» не прижився і замінений терміном «добротність». Величину QL також називають множником напруги, тому, що він визначає ставлення напруги UL на індуктивному опорі до втрати напруги на активному опорі: QL = UL / UR. так як струм I однаковий в обох опорах.
Взагалі кажучи, добротність котушки змінюється при зміні частоти, так як XL і R по-різному змінюються з частотою. Але в невеликому діапазоні робочих частот, на який розраховується та чи інша котушка Індуктори тивности, активне і індуктивний опори изме-ються приблизно однаково; так що ставлення їх ока-ни опиняються досить постійною величиною. Тому називаються вая величину добротності, часто не вказують визна-ленній частоти струму, вважаючи, що ця величина добротності досить точно характеризує властивості котушки в усьому її робочому діапазоні частот.