Индуктивности мера
Индукти'вности ме'ра, катушка индуктивности, применяемая при электрических измерениях и в качестве образцовых индуктивностей для проверки и градуировки измерительных устройств. И. м. характеризуются постоянством индуктивности, её независимостью от силы и частоты тока, минимальной зависимостью от температуры, влажности, времени, минимальным активным сопротивлением. Различают И. м. с постоянным значением или однозначные (одиночные катушки индуктивности), магазины мер (наборы И. м., магазины измерительные) и меры с переменным значением (вариометр индуктивности). И. м. применяются в схемах переменного тока с частотой до 1500 гц . Образцовые индуктивности изготовляют исключительно в виде катушек постоянной индуктивности, которые служат для поверки измерителей добротности на частотах от 0,5 до 50 Мгц . Катушка индуктивности наматывается медной изолированной проволокой на каркасе из диэлектрического материала; на высоких частотах для обеспечения независимости от температуры и времени катушки индуктивности изготовляют на керамическом тороиде с нанесённой гальваническим способом обмоткой, число витков и геометрические размеры которой определяют индуктивность катушки. Образцовые катушки изготовляют с индуктивностью от долей мгн до 1 гн .
Магазины индуктивностей, как правило, состоят из блоков катушек с отводами. Существуют магазины индуктивностей с плавным и скачкообразным изменением индуктивности и с комбинированным переключающим устройством. Вариометры используют главным образом для плавной регулировки индуктивности.
Лит.: Нижний С. М., Меры и магазины емкостей, индуктивностей и взаимных индуктивностей, М., 1967.
Индуктивность
Индукти'вность (от лат. inductio — наведение, побуждение), физическая величина, характеризующая магнитные свойства электрической цепи. Ток, текущий в проводящем контуре, создаёт в окружающем пространстве магнитное поле, причём магнитный поток Ф, пронизывающий контур (сцепленный с ним), прямо пропорционален силе тока I :
Коэффициент пропорциональности L называется И. или коэффициентом самоиндукции контура. И. зависит от размеров и формы контура, а также от магнитной проницаемости окружающей среды. В Международной системе единиц (СИ) И. измеряется в генри , в СГС системе единиц (Гаусса) И. имеет размерность длины и поэтому единица И. называется сантиметром (1 гн = 109 см ).
Через И. выражается эдс самоиндукции в контуре, возникающая при изменении в нём тока:
(DI — изменение тока за время Dt ). При заданной силе тока И. определяет энергию W магнитного поля тока:
Чем больше И., тем больше магнитная энергия, накапливаемая в пространстве вокруг контура с током. Если провести аналогию между электрическими и механическими явлениями, то магнитную энергию следует сопоставить с кинетической энергией тела Т = mv 2 /2 (где m — масса тела, v — скорость его движения), при этом И. будет играть роль массы, а ток — роль скорости. Таким образом, И. определяет инерционные свойства тока.
Практически участки цепи со значительной И. выполняют в виде индуктивности катушек . Для увеличения L применяют катушки с железными сердечниками, но в этом случае, в силу зависимости магнитной проницаемости m ферромагнетиков от напряжённости поля, а следовательно, и от силы тока, И. становится зависящей от I. И. длинного соленоида из N витков, имеющего площадь поперечного сечения S и длину l , в среде с магнитной проницаемостью m равна (в единицах СИ): L = mm0 N 2 S/l, где m0 — магнитная постоянная , или магнитная проницаемость вакуума.
Лит.: Калашников С. Г., Электричество, М., 1970 (Общий курс физики, т. 2), гл. 9.
Г. Я. Мякишев.
Индуктивность взаимная
Индукти'вность взаи'мная, величина, характеризующая магнитную связь двух или более электрических цепей (контуров). Если имеется два проводящих контура (1 и 2 , см. рис. ), то часть линий магнитной индукции, создаваемых током в первом контуре, будет пронизывать площадь, ограниченную вторым контуром (т. е. будет сцеплена с контуром 2). Магнитный поток Ф12 через контур 2, созданный током I 1 в контуре 1, прямо пропорционален току:
Коэффициент пропорциональности M 12 зависит от размеров и формы контуров 1 и 2, расстояния между ними, их взаимного расположения, а также от магнитной проницаемости окружающей среды и называется взаимной индуктивностью или коэффициентом взаимной индукции контуров 1 и 2. В системе СИ И. в. измеряется в генри .
Если ток I 2 течёт в контуре 2, то магнитный поток Ф12 через площадь контура 1 также пропорционален току:
причём M 21 = M 12 .
Наличие магнитной связи между контурами проявляется в том, что при изменении тока в одном из контуров появляется эдс индукции в соседнем контуре. Согласно закону индукции электромагнитной ,
(3)
где E 2 и E 1 — возникающие в контурах 2 и 1 эдс индукции, а DФ12 и D Ф21 — изменение магнитных потоков через соответствующие контуры за время Dt .
Через И. в. выражается взаимная энергия W 12 магнитного поля токов I 1 и I 2 :
знак в (4) зависит от направления токов.
Лит.: Калашников С. Г., Электричество, М., 1970 (Общий курс физики, т. 2), гл. 10.
Г. Я. Мякишев.
Рис. к статье Индуктивность взаимная.
Индуктивный датчик
Индукти'вный да'тчик, измерительный преобразователь угла поворота или перемещения в изменение индуктивности. И. д. представляет собой катушку индуктивности с магнитопроводом, подвижный элемент которого (якорь) перемещается под воздействием измеряемой величины. Вследствие изменения воздушного зазора в магнитопроводе меняется его магнитное сопротивление и, следовательно, индуктивность катушки. Для измерений катушку И. д. включают в дифференциальную или мостовую измерительную схему переменного тока, у которой указывающий элемент проградуирован в единицах измеряемой величины. Наиболее часто применяют И. д. с переменным зазором (а ) и переменной площадью зазора (б ). Первые используются для измерений малых перемещений (от долей мкм до 3—5 мм ); вторые — для перемещений от 0,5 до 15 мм . Для измерения перемещений в маломощных устройствах, например в стрелочных измерит приборах, применяют И. д., катушки которых питаются от источника тока высокой частоты (5—50 Мгц ) либо служат обмотками высокочастотных колебательных контуров.
Лит.: Туричин А. М., Электрические измерения неэлектрических величин, 4 изд., М.—Л., 1966.
Схема конструкции индуктивного датчика: а — с переменным воздушным зазором; б — с переменной площадью воздушного зазора: 1 — катушка индуктивности; 2 — сердечник; 3 — якорь.
Индуктор нагревательный
Инду'ктор нагрева'тельный (лат. inductor, от induce — ввожу, нахожу, побуждаю), электромагнитное устройство, предназначенное для индукционного нагрева . И. н. состоит из двух основных частей — индуктирующего провода, с помощью которого создаётся переменное магнитное поле, и токоподводов для подключения индуктирующего провода к источнику электрической энергии. Проводящее электрический ток тело, помещенное в магнитное переменное поле, нагревается вследствие теплового действия вихревых токов, наводимых в участках изделия, непосредственно охватываемых индуктирующим проводом. В основном все типы И. н. могут быть разделены на два вида: одновременного и непрерывно-последовательного нагрева. В первом случае площадь индуктирующего провода примерно равна площади нагреваемой поверхности, что позволяет одновременно нагревать все её участки. При втором способе нагреваемое изделие перемещают относительно индуктирующего провода, последовательно нагревая участки поверхности изделия.
