« »

Přechodný děj

Indukčnost cívek se projeví zejména při přechodném ději, kdy dochází ke změně napětí skokem: z hodnoty na hodnotu . Přechodný děj proběhl v obvodu, jehož schéma je na obr. 131. Před připojením zdroje elektrického napětí je ; v okamžiku připojení zdroje vzroste napětí skokem na hodnotu elektromotorického napětí zdroje: (viz obr. 132 čárkovaně červeně).

V části obvodu s rezistorem o odporu R, jehož indukčnost je prakticky zanedbatelná, vzroste proud okamžitě z nulové hodnoty na ustálenou hodnotu . V části obvodu s cívkou však vzniká vlivem její indukčnosti indukované napětí a proud v obvodu je určen vztahem . V okamžiku zapojení zdroje napětí je a indukované napětí má stejnou hodnotu, ale opačnou polaritu než zdroj. Vzhledem k tomu, že indukované napětí existuje jen při změnách proudu, začíná se proud zvětšovat, ale postupně se přírůstky proudu zmenšují, až nastane ustálený stav, charakterizovaný proudem . Celkový průběh přechodného děje v obvodu s indukčností je na obr. 132 (plně).

Obdobný přechodný děj nastane i při přerušení obvodu. V obvodu s cívkou vzniká indukované napětí stejné polarity jakou má zdroj napětí. Proto proud v obvodu nezaniká okamžitě, ale postupně. Rozpojením obvodu se jeho odpor rychle zvětší, změní se velmi rychle i proud v obvodu. Tomu odpovídá velká hodnota indukovaného napětí, která několikanásobně překračuje hodnotu napětí zdroje.

Obr. 132

Velké indukované napětí při přerušení obvodu je příčinou vzniku jiskrového výboje v místě přerušení obvodu (např. kontakty vypínače). Tento jev je nežádoucí, protože dochází k opalování kontaktů, jiskření ruší příjem rozhlasu a ve výbušném prostředí může dojít k explozi. Vzniku velkého indukovaného napětí je možné zabránit např. připojením kondenzátoru paralelně ke kontaktům vypínače.

Průběh přechodného děje v obvodu s cívkou vyplývá ze zákona zachování energie. Vytvoření (resp. zánik) magnetického pole provázejí přeměny energie, které ale neprobíhají okamžitě. Přechodný děj je spojen s konáním práce, což trvá určitou dobu. Elektrostatické síly konají práci a energie elektrická se mění v energii magnetického pole. Čím větší je indukčnost cívky, tím delší dobu se bude magnetické pole vytvářet a proud narůstá pomaleji. Indukčnost zde tedy představuje jistou „setrvačnost“ ve vztahu ke změnám proudu v obvodu.

Při srovnání s přeměnou energie v mechanice jde o veličinu analogickou hmotnosti.