Zwojnica w obwodzie prądu przemiennego
Zwojnica (cewka) w obwodzie prądu przemiennego jest charakteryzowana za pomocą dwóch pojęć:
Indukcyjność L
opór omowy RL
Idealna zwojnica ma zerowy opór RL .
Przeanalizujemy teraz obwód złożony ze źródła prądu przemiennego o napięciu maksymalnym Uo oraz idealnej zwojnicy o indukcji L.
W obwodzie tym, w zwojnicy, indukuje się siła elektromotoryczna samoindukcji:
Korzystając z drugiego praw Kirchhoffa dla rozważanego obwodu możemy zapisać:
gdzie UL - napięcie chwilowe między zaciskami (na końcach) zwojnicy
Jeśli natężenie chwilowe prądu w zwojnicy opisuje funkcja
to napięcie chwilowe na zaciskach zwojnicy:
W chwili t = 0s napięcie UL jest maksymalne (ponieważ cos 0 = 1). Oznaczamy je UOL.
wtedy napięcie chwilowe na zaciskach zwojnicy opisuje funkcja:
Poniższy rysunek przedstawia wykresy zależności napięcia U(t) i natężenia I (t) na końcach zwojnicy.
Z porównania wykresów wynika, że napięcie i natężenie prądu na zaciskach zwojnicy nie są zgodne w fazie. Mówimy, że między napięciem i natężeniem prądu występuje przesunięcie w fazie o kąt
.
Kąt ten możemy wyznaczyć ze wzoru redukcyjnego:
a stąd
W obwodzie prądu przemiennego zawierającym idealną zwojnicę o indukcji L napięcie na zaciskach zwojnicy wyprzedza w fazie natężenie prądu o φ = π / 2.
Dzieląc stronami równania UL oraz I otrzymujemy opór indukcyjny ZL (induktancję, zawadę indukcyjną)