Indukcja elektromagnetyczna - zjawisko powstawania siły elektromotorycznej w przewodniku pod wpływem zmiennego pola magnetycznego lub ruchu przewodnika w polu magnetycznym. Zjawisko indukcji opisuje prawo indukcji elektromagnetycznej Faradaya:

to indukowana siła elektromotoryczna w woltach

Φ_B to strumień indukcji magnetycznej przebiegajacy przez powierzchnię objętą przewodnikiem.

Współcześnie zjawisko indukcji elektromagnetycznej jest opisywane przez Równania Maxwella.

Indukcja elektromagnetyczna jest obecnie podstawową metodą wytwarzania prądu elektrycznego oraz podstawą działania wielu urządzeń elektrycznych np: prądnic, alternatorów, generatorów w elektrowniach, transformatorów, pieców indukcyjnych, Silnik elektryczny asynchroniczny i mierników indukcyjnych, cewka, głowica elektromagnetyczna.

Do określania kierunku indukowanego prądu, wskutek indukcji elektromagnetycznej używane jest Prawo Lenza, zwane prawem przekory mówiące: każdy proces indukcji przebiega w kierunku przeciwnym do działającej przyczyny.

Obwód rezonansowy

Obwód rezonansowy jest prostym układem elektrycznym, składającym się z kondensatora i cewki w którym zachodzi rezonans prądów lub napięć. Rezonans następuje wtedy gdy reaktancje cewki X_L i kondensatora X_C są równe.

Warunek rezonansu: X_L = X_C

Rysunek po prawej stronie pokazuje schemat obwodów rezonansowych: szeregowego i równoległego. Kondensator i cewka są biernymi elementami elektrycznymi, które charakteryzują się między innymi opornością zależną od częstotliwości i przesunięciem fazowym pomiędzy napięciem i prądem równym 90°, z tym, że dla cewki impedancja rośnie ze wzrostem częstotliwości, a dla kondensatora maleje, oraz przeciwnym znakiem przesunięcia fazy.

Gdy cewkę i kondensator połączymy szeregowo i zasilimy zmiennym prądem I, to wywoła to na elementach pewien spadek napięcia - U_C na kondensatorze i U_L na cewce. Ponieważ kierunki przesunięcia faz napięcia względem prądu są przeciwne, to napięcia te znosza się wzajemnie. Dla pewnej określonej częstotliwości, gdy napięcie na cewce zrówna się z napięciem na kondensatorze to napięcia te zniosą się zupełnie - zachodzi dla tej częstotliwości rezonans napięć. Obwód rezonansowy ma dla tej częstotliwości zerową oporność, gdyż dla każdej wartości pradu I' napięcie U jest równe 0V (Napięcie na cewce i na kondensatorze są oczywiście większe od zera i mogą osiągać bardzo duże wartości).

Dla obwodu rezonansowego równoległego zachodzi rezonans pradów. Gdy układ taki zasilimy napięciem zmiennym U, to popłyną przez elementy prady: I_C przez kondensator i I_L przez cewkę. Ponieważ prądy te mają przeciwne fazy to znoszą się wzajemnie i sumaryczny prąd I jest mniejszy od sumy prądów I_C i I_L. Dla pewnej określonej częstotliwości, gdy prąd cewki równa się prądowi kondensatora prądy te zniosą się zupełnie i prąd I będzie równy zeru - zachodzi rezonans prądów, a obwód rezonansowy przestaje pobierać prąd ze źródła - staje się przerwą w obwodzie, czyli ma nieskończenie dużą oporność (prądy w kondensatorze i cewce nie są jednak równe zeru i mogą osiągać duże wartości).

Częstotliwość rezonansowa w hercach

Gdzie:

• L - indukcyjność cewki w henrach

• C - pojemność kondensatora w faradach

• ω - częstość kołowa w radian/sekunda.

Obwody rezonansowe znajdują duże zastosowanie w radiotechnice, dzięki faworyzowaniu jednej konkretnej częstoliwości używane są jako filtry selektywne (środkowoprzepustowe) do wydzielania jednej, odbieranej częstotliwości spośród wszystkich dochodzących z anteny.

Reaktancja lub opór bierny to wielkość charakteryzująca obwód elektryczny zawierający kondensator (pojemność) lub cewkę (indukcyjność). Jednostką reaktancji jest om.

Reaktancję oznacza się na ogół symbolem X.

Gdy przez cewkę lub kondensator płynie prąd przemienny, wtedy część energii magazynowana jest w polu, odpowiednio magnetycznym lub elektrycznym. Wywołuje to spadek napięcia wprost proporcjonalny do iloczynu prądu i reaktancji. W przypadku obwodów prądu stałego nie mówi się o reaktancji, bowiem (pomijając stan nieustalony) cewka stanowi zwarcie, zaś kondensator przerwę w obwodzie.

Reaktancja idealnej cewki i kondensatora jest równa co do wartości bezwzględnej ich impedancji. Napięcie i prąd w takich elementach są przesunięte w fazie o 90 stopni względem siebie. Znak liczby zależy od tego, czy prąd wyprzedza napięcie, czy napięcie wyprzedza w fazie prąd.

Reaktancja cewki (opór indukcyjny) ma znak dodatni i oblicza się ją ze wzoru:

X_L = jωL

gdzie L to indukcyjność własna cewki, ω pulsacja, j - jednostka urojona.

Reaktancja kondensatora (opór pojemnościowy) ma znak ujemny i oblicza się ją ze wzoru:

gdzie: C - pojemność kondensatora, ω - pulsacja, j - jednostka urojona.

Gdy operujemy wyłącznie na oporach biernych możemy pominąć jednostki urojone i podstawić w ich miejsce 1.

Zobacz też: susceptancja, impedancja.

Samoindukcja (indukcja własna) jest zjawiskiem elektromagnetycznym, szczególnym przypadkiem zjawiska indukcji elektromagnetycznej. Samoindukcja występuje, gdy siła elektromotoryczna wytwarzana jest w tym samym obwodzie, w którym płynie prąd powodujący indukcję. Następuje wówczas sprzężenie zwrotne.

Indukcyjnością nazywamy iloraz zmiany strumienia indukcji magnetycznej zwojnicy do zmiany natężenia prądu płynącego w obwodzie:

Jednostką indukcyjności jest henr.
Wartość indukcji wyrażana jest wzorem:

gdzie n to ilość zwojów w cewce, I to natężenie prądu, a l jest długością cewki.

Samoindukcja powoduje zmniejszenie natężenia prądu zmiennego. Opór, który prąd napotyka na skutek działania samoindukcji określany jest potocznie mianem induktancji. Induktancja ta powoduje również przesunięcie fazowe płynącego prądu. Samoindukcja występuje przede wszystkim w cewkach.

---