1. Wprowadzenie
Cewki indukcyjne są połączone z rezystorami ® I kondensatorami © Równolegle ważne elementy pasywne są czasami nazywane cewkami. Zwykle cewka odnosi się do uzwojenia z drutu okrągłego, a cewka w obwodzie odnosi się do cewki indukcyjnej.
Symbol cewki indukcyjnej jest zwykle reprezentowany przez „L”. Posunięcie to upamiętnia fizyka Heinricha Lenza, rosyjskiego fizyka.

Podstawową strukturą cewki indukcyjnej jest nawinięcie drutów w kształt cewki, która może przekształcić energię elektryczną w energię magnetyczną i przechowywać ją wewnątrz cewki indukcyjnej. Zakumulowana energia magnetyczna jest określana na podstawie wartości indukcyjności cewki indukcyjnej, a jednostką wartości indukcyjności jest Henry (H).

2. Podstawowa struktura indukcyjności

Najbardziej podstawową cewką jest cewka, która nawija przewody w kształt cewki, z zewnętrznymi zaciskami na obu końcach drutu. W ostatnich latach dużą część cewek wykonano poprzez nawinięcie drutów wokół rdzeni magnetycznych.

Wartość indukcyjności cewki indukcyjnej można obliczyć za pomocą następującego wzoru:

3. Symbol indukcyjności

typ
Cewka indukcyjna (bez rdzenia magnetycznego)
Cewka indukcyjna (rdzeń żelazny)

4. Napięcie i prąd indukcyjności
Jak wynika z konstrukcji, cewki indukcyjne składają się z prostych drutów uzwojenia, więc po przyłożeniu napięcia w zasadzie przez nie przepływa prąd. Cewki indukcyjne są jednak elementami zaprojektowanymi tak, aby wykorzystywać indukcję elektromagnetyczną, a nie po prostu przepływać przez nie prąd. Wyjaśnia to funkcję cewki indukcyjnej przy stosowaniu napięcia stałego i napięcia przemiennego.

4.1 Napięcie prądu stałego
Jak pokazano na schemacie obwodu, po zamknięciu przełącznika i przyłożeniu napięcia prądu stałego do cewki indukcyjnej prąd będzie przepływał do cewki. Gdy prąd przepływa do cewki indukcyjnej (uzwojenia), generowana wiązka magnetyczna również ulegnie zmianie, a na cewce zostanie wygenerowana siła elektromotoryczna (indukowana siła elektromotoryczna). Zasadniczo cewka indukcyjna jest oddzielnym uzwojeniem, dlatego nazywa się ją „indukcyjnością własną”. Ta siła elektromotoryczna generowana jest w kierunku przeciwnym do prądu, utrudniając jego wzrost. I odwrotnie, gdy przełącznik zostanie odłączony i prąd zacznie spadać, cewka indukcyjna zapobiegnie spadkowi prądu.

Prąd (IL) reprezentuje następującą sytuację: gdy wyłącznik jest zamknięty, prąd będzie płynął, ale z powodu przeszkody w narastaniu prądu siły elektromotorycznej, prąd będzie rósł z określoną stałą czasową. Po wzroście będzie to zależeć od składowej rezystancji i będzie płynął prąd stały. Po otwarciu przełącznika prąd zmniejszy się, ale w ten sam sposób osiągnie zero w określonej stałej czasowej.

Napięcie (VL) reprezentuje siłę elektromotoryczną cewki indukcyjnej, gdy przełącznik jest zamknięty i gdy jest otwarty. Jak pokazano we wzorze, szybkość zmiany siły elektromotorycznej generowanej na cewce indukcyjnej i prądu （ Δ I/ Δ t) Jest wprost proporcjonalna.

Jak pokazano na obecnym przebiegu prądu, gdy przełącznik jest zamknięty, prąd będzie powoli wzrastał, więc siła elektromotoryczna wzrośnie jedynie do napięcia zasilania. Gdy przełącznik jest wyłączony, prąd jest natychmiast odcinany, co powoduje gwałtowny spadek prądu i wzrost szybkości zmian w jednostce czasu w porównaniu do sytuacji, gdy przełącznik jest włączony, co skutkuje wyższą siłą elektromotoryczną.
Ponadto, gdy przełącznik jest odłączony, prąd nie osiąga natychmiast wartości zerowej, ponieważ przez zaciski przełącznika przepływa prąd rozładowania z powodu wysokiego napięcia generowanego przez indukcyjność.
Powodem, dla którego można wytworzyć tak dużą siłę elektromotoryczną, jest to, że, jak wspomniano na początku „tzw. Cewki indukcyjnej”, cewka indukcyjna jest w stanie przekształcić energię elektryczną w energię magnetyczną i przechowywać ją wewnątrz cewki indukcyjnej. Skumulowaną energię można przedstawić za pomocą następującego równania, które jest wprost proporcjonalne do wielkości wartości indukcyjności.

Napięcie AC
Powyższy opis opisuje, że wielkość siły elektromotorycznej generowanej na cewce jest wprost proporcjonalna do szybkości zmian prądu płynącego do cewki, która jest również taka sama w przypadku przebiegów prądu przemiennego.

(1) Po pierwsze, gdy prąd wzrasta od zera, szybkość zmian prądu jest maksymalizowana, co powoduje wzrost napięcia. Jednakże napięcie maleje wraz ze wzrostem prądu i w momencie, gdy prąd osiąga maksimum (szybkość zmian prądu wynosi zero), napięcie osiąga zero.
(2) Kiedy prąd zaczyna spadać od wartości maksymalnej, generowane jest napięcie ujemne, a gdy prąd osiąga zero (szybkość zmian prądu jest maksymalna), napięcie jest najniższe.
Dla obszarów (3) i (4) obowiązuje ta sama sytuacja.

Obserwując przebiegi prądu i napięcia, jeśli przebieg prądu jest falą sinusoidalną, wówczas kształt fali napięcia jest również falą sinusoidalną. Ponadto można wyjaśnić, że przebieg prądu odbiega o 1/4 cyklu w porównaniu z przebiegiem napięcia (opóźnienie fazowe prądu wynosi 90 °).
W odpowiedzi na dużą zmianę prądu nastąpi większe napięcie i można również zrozumieć, że im większa szybkość zmian prądu, tym wyższy będzie wzrost napięcia przy wysokich częstotliwościach.
Jednak rzeczywiste napięcie cewki indukcyjnej jest takie samo, jak napięcie zasilacza prądu przemiennego. Dlatego też, jeśli za punkt odniesienia uznamy napięcie, można powiedzieć, że przepływający przez nie prąd maleje wraz ze wzrostem częstotliwości przy stałym napięciu.
Oznacza to, że im wyższa częstotliwość podczas komunikacji, tym trudniej przepływa prąd, a cewka indukcyjna działa jak rezystor.
Nazywamy to indukcyjnością cewki (Ω). Impedancję i przepływający prąd można przedstawić za pomocą następującego równania.