Ποια είναι η αυτεπαγωγή ενός σωληνοειδούς;

Μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα είναι ένα σύρμα, τυλιγμένο σε μια έλικα, που παράγει ένα μαγνητικό πεδίο όταν διατρέχει ηλεκτρικό ρεύμα, μετατρέποντας το πηνίο σε ηλεκτρομαγνήτη. Η επαγωγή ενός σωληνοειδούς είναι η ικανότητά του να αντιστέκεται στις αλλαγές στη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος, με βάση την ισχύ του μαγνητικού πεδίου που δημιουργεί το ρεύμα. Είναι σαν το ηλεκτρικό ισοδύναμο της αδράνειας που υπάρχει σε φυσικά αντικείμενα και είναι επίσης ένας τρόπος έκφρασης της ποσότητας ενέργειας που αποθηκεύεται στο μαγνητικό πεδίο που παράγεται από ένα σωληνοειδές. Εξαρτάται από έναν αριθμό μεταβλητών και εκφράζεται στη μονάδα Διεθνούς Συστήματος (SI), το Henry (H), που ισοδυναμεί με 1 weber ανά αμπέρ (1 Wb/A).

Το μέγεθος και το σχήμα της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας είναι οι πρωταρχικοί παράγοντες που επηρεάζουν την αυτεπαγωγή, αλλά το υλικό είναι επίσης σημαντικό. Η επαγωγή υπολογίζεται μέσω αρκετά σύνθετων εξισώσεων, αλλά οι παράγοντες που την επηρεάζουν είναι αρκετά εύκολο να κατανοηθούν και έχουν να κάνουν με τις φυσικές ιδιότητες της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας και τον τρόπο με τον οποίο τυλίγεται το σύρμα. Ουσιαστικά, όσο πιο πυκνό είναι το πηνίο και όσο περισσότερες στροφές υπάρχουν, τόσο μεγαλύτερη είναι η αυτεπαγωγή της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας.

Τέσσερις παράγοντες επηρεάζουν την αυτεπαγωγή μιας ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας. Καθένας από αυτούς τους παράγοντες, λαμβανόμενος μόνος του, υποθέτει ότι όλες οι άλλες πιθανές μεταβλητές είναι σταθερές. Δηλαδή, το καθένα εξετάζεται ως ξεχωριστή περίπτωση για το πώς επηρεάζουν την επαγωγή. Ο πρώτος παράγοντας είναι ο αριθμός των βρόχων ή των περιτυλίξεων του πηνίου, ο οποίος αυξάνει την επαγωγή καθώς αυξάνεται ο αριθμός των βρόχων.

Η αυτεπαγωγή μιας ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας επηρεάζεται επίσης από τη διάμετρο της ίδιας της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας. Όσο μεγαλύτερη είναι η διάμετρος, τόσο μεγαλύτερη είναι η επαγωγή. Αυτό εκφράζεται ως το εμβαδόν της διατομής της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας. Εάν το πηνίο υποτίθεται ότι είναι κύλινδρος, είναι η περιοχή του κύκλου που σχηματίζει κάθε άκρο του κυλίνδρου. Η επαγωγή αυξάνεται όσο αυξάνεται η περιοχή του κύκλου.

Το μήκος του πηνίου επηρεάζει επίσης την αυτεπαγωγή μιας ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας. Όλοι οι άλλοι παράγοντες παραμένουν αμετάβλητοι, επιμηκύνοντας ή τεντώνοντας το πηνίο μειώνουν την επαγωγή. Η βράχυνση ή η συμπίεση του πηνίου προκαλεί αύξηση της επαγωγής.
Η προσθήκη ενός υλικού πυρήνα σε μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την επαγωγή του. Μερικές φορές ένας πυρήνας προστίθεται σε μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα για οποιονδήποτε από διάφορους λόγους και η προσθήκη ενός υλικού πυρήνα μπορεί να επηρεάσει την επαγωγή προς οποιαδήποτε κατεύθυνση, ανάλογα με μια ιδιότητα που ονομάζεται διαπερατότητα, η οποία είναι ένα μέτρο του πόσο καλά ένα υλικό κατανέμει το ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτό δεν είναι το ίδιο με την αντίσταση, η οποία είναι ένα μέτρο του πόσο καλά ένα υλικό επιτρέπει σε ένα ρεύμα να ρέει μέσα από αυτό. Η επαγωγή ενός σωληνοειδούς επηρεάζεται άμεσα από τη διαπερατότητα και ένας πυρήνας με υψηλότερη διαπερατότητα θα έχει ως αποτέλεσμα αυξημένη επαγωγή σε αντίθεση με έναν πυρήνα με χαμηλότερη διαπερατότητα.