Mikä on solenoidin induktanssi?

Solenoidi on kierreksi kierretty lanka, joka tuottaa magneettikentän, kun sen läpi ajetaan sähkövirta, joka muuttaa käämin sähkömagneetiksi. Solenoidin induktanssi on sen kyky vastustaa sähkövirran virtauksen muutoksia virran luoman magneettikentän voimakkuuden perusteella. Se on kuin fyysisten esineiden hitauden sähköinen ekvivalentti ja se on myös tapa ilmaista solenoidin tuottamaan magneettikenttään tallennetun energian määrä. Se riippuu useista muuttujista ja ilmaistaan ​​kansainvälisen järjestelmän (SI) yksikössä Henry (H), joka vastaa 1 weberiä ampeeria kohti (1 Wb/A).

Solenoidin koko ja muoto ovat ensisijaisia ​​induktanssiin vaikuttavia tekijöitä, mutta myös materiaali on otettava huomioon. Induktanssi lasketaan melko monimutkaisilla yhtälöillä, mutta siihen vaikuttavat tekijät ovat melko helppo ymmärtää ja ne liittyvät solenoidin fysikaalisiin ominaisuuksiin ja siihen, miten lanka on kelattu. Pohjimmiltaan mitä tiheämpi kela ja mitä enemmän kierroksia on läsnä, sitä suurempi on solenoidin induktanssi.

Solenoidin induktanssiin vaikuttaa neljä tekijää. Jokainen näistä tekijöistä yksinään olettaa, että kaikki muut mahdolliset muuttujat ovat vakioita. Toisin sanoen kutakin tutkitaan erillisenä tapauksena siitä, miten ne vaikuttavat induktanssiin. Ensimmäinen tekijä on silmukoiden tai käämien määrä, mikä lisää induktanssia silmukoiden määrän kasvaessa.

Solenoidin induktanssiin vaikuttaa myös itse solenoidin halkaisija. Mitä suurempi halkaisija, sitä suurempi induktanssi. Tämä ilmaistaan ​​solenoidin poikkileikkausalueena. Jos kelan oletetaan olevan sylinteri, se on ympyrän alue, joka muodostaa sylinterin kummankin pään. Induktanssi kasvaa ympyrän alueen kasvaessa.

Kelan pituus vaikuttaa myös solenoidin induktanssiin. Kaikki muut tekijät pysyvät muuttumattomina, kelan pidentyminen tai venyttäminen vähentää induktanssia. Kelan lyhentäminen tai puristaminen lisää induktanssia.
Ydinmateriaalin lisääminen solenoidiin voi vaikuttaa suuresti sen induktanssiin. Joskus ydin lisätään solenoidiin mistä tahansa syystä, ja ydinmateriaalin lisääminen voi vaikuttaa induktanssiin kumpaankin suuntaan riippuen läpäisevyydestä, joka on mitta siitä, kuinka hyvin materiaali jakaa sähkövirran. Tämä ei ole sama kuin vastus, joka on mitta siitä, kuinka hyvin materiaali sallii virran kulkea sen läpi. Läpäisevyys vaikuttaa suoraan solenoidin induktanssiin, ja ydin, jonka läpäisevyys on suurempi, johtaa induktanssin lisääntymiseen verrattuna ytimeen, jonka läpäisevyys on alhaisempi.