Cewka (zwojnica, solenoid, rzadziej induktor) jest biernym ...

Cewka (zwojnica, solenoid, rzadziej induktor) jest biernym elementem elektronicznym i
elektrotechnicznym. Cewka składa się z pewnej liczby zwojów przewodnika nawiniętych np.
na powierzchni walca (cewka cylindryczna), na powierzchni pierścienia (cewka toroidalna)
lub na płaszczyźnie (cewka spiralna lub płaska). Wewnątrz lub na zewnątrz zwojów może
znajdować się rdzeń z materiału magnetycznego diamagnetycznego lub ferromagnetycznego.
Parametry opisujące
Dla prądu stałego cewka jest elementem rezystancyjnym o rezystancji przewodnika, z którego
jest wykonana. Dla prądu o pulsacji różnej od zera wykazuje inną wartość oporu nazywaną
reaktancją. Reaktancja jest tym większa, im większa jest indukcyjność i pulsacja prądu.
Strumień indukcji pola magnetycznego przepływającego przez cewkę opisuje wzór:
Siłę elektromotoryczną indukowaną w cewce wyraża wzór:
Przyjmując, że indukcyjność cewki nie zmienia się, co jest spełnione dla większości
obwodów elektrycznych powyższy wzór upraszcza się do:
.
gdzie:
Φ - strumień indukcji magnetycznej,
L - indukcyjność cewki,
i - natężenie prądu elektrycznego płynącego przez cewkę,
- siła elektromotoryczna samoindukcji,
t - czas.
Indukująca się w cewce siła elektromotoryczna (napięcie) zależy od jej indukcyjności oraz od
zmiany w czasie płynącego przez nią prądu. W obwodach prądu zmiennego sinusoidalnego,
w stanie ustalonym napięcie na cewce wyprzedza o 90° prąd płynący w cewce (napięcie i
prąd są przesunięte w fazie o ).
Indukcyjność cewki
Indukcyjność jest podstawowym parametrem elektrycznym opisującym cewkę. Jednostką
indukcyjności jest 1 henr [H]. Prąd płynący w obwodzie wytwarza skojarzony z nim strumień
magnetyczny. Indukcyjność definiujemy jako stosunek tego strumienia i prądu który go
wytworzył:
Współczynnik k zależy od geometrii układu, a więc między innymi od kształtu cewki, liczby
zwojów, grubości użytego drutu. Indukcyjność cewki zależy również od własności
magnetycznych rdzenia.
Stała cewki
Dla prądu stałego odpowiednikiem indukcyjności jest stała cewki:
gdzie:
H — natężenie pola magnetycznego,
I — natężenie prądu.
Cewka w obwodach prądu przemiennego
Reaktancja cewki

Impedancja cewki
Impedancja idealnej cewki jest równa jej reaktancji:
Dobroć cewki [
Rzeczywiste cewki wykazują też rezystancję (R). Parametrem opisującym cewkę rzeczywistą
jest dobroć cewki określona wzorem:
gdzie:
L — indukcyjność cewki w henrach,
R s - rezystancja szeregowa,
ω — pulsacja prądu; ω = 2πf, f - częstotliwość prądu w hercach.
Działanie i zastosowania
Cewka jest elementem inercyjnym, gromadzi energię w wytwarzanym polu magnetycznym.W
połączeniu z kondensatorem tworzy obwód rezonansowy - jeden z fundamentalnych
obwodów elektronicznych.
Cewki zasilane prądem stałym, zwane elektromagnesami są wykorzystywane do wytwarzania
pola magnetycznego lub jego kompensacji, np. przy rozmagnesowaniu i pomiarach pola
magnetycznego.

Bibliografia
http://pl.wikipedia.org/wiki/Cewka,
http://www.sciaga.pl/tekst/7253-8-cewki_dlawiki_transformatory,
http://www.eres.alpha.pl/index.phptext=348,
http://www.zgapa.pl/zgapedia/Cewka.html,