Tohle je statická kopie kapitoly pro vyhledávače. Interaktivní verze má animované obrázky, kontrolní otázky a tlačítka, která příklad načtou do kalkulačky.
5. Cívka: proud se zpožďuje
Cívka je opak kondenzátoru ve všech ohledech. Stejnosměrný proud jí projde skoro bez odporu
(je to jen drát), ale změně proudu se brání — protože změna proudu mění magnetické pole
a to indukuje napětí proti.
u = L · didtnapětí je úměrné RYCHLOSTI změny proudu
Cívka. Ta se brání změně proudu, takže proud za napětím zaostává o 90°. Napětí na cívce je největší tam, kde se proud mění nejrychleji. Energie se ukládá do magnetického pole a zase vrací — a stejně jako u kondenzátoru se žádná nespotřebuje.
Tentokrát je derivovaný proud, takže je to napětí, které předbíhá — jinak řečeno proud
zaostává za napětím o 90°. Pomůcka, která se v Česku učí odjakživa: „u cívky se proud
opozdí, u kondenzátoru předběhne"; anglicky se to pamatuje jako ELI the ICE man (E
před I u L, I před E u C).
XL = 2πfL = ωLinduktance, taky v ohmech
Cívka nesnáší náhlé přerušení. Když se obvod s cívkou rozpojí,
di/dt je obrovské a na svorkách vznikne napěťová špička o stovkách voltů — to je princip zapalování
v autě a zároveň důvod, proč každé relé a každý motor potřebuje ochrannou diodu. Tenhle děj
je přechodný, takže ho tahle karta nepočítá; má ale reálné následky, a proto je tu zmíněný.
Reálná cívka
Skutečná cívka je drát, takže má i odpor. Poměr X_L/R při dané frekvenci je její činitel
jakosti Q — čím vyšší, tím blíž je ideálu. Totéž platí pro kondenzátor (tam se ztráty popisují
ztrátovým činitelem tg δ). V kalkulačce se to modeluje tak, že se ke cívce prostě přidá rezistor
v sérii.
Vzorce v této kapitole
X_L — induktance (induktivní reaktance)
X_L = 2πfL = ωL; u = L·di/dt; proud zaostává o 90° / current lags by 90°[Ω]odvozeno / derived