Cívka

Už jsme si představili rezistor, který svým odporem brání průtoku proudu, a kondenzátor, který díky své kapacitě udržuje v obvodu napětí. Poslední základní součástkou, kterou si zbývá představit, je cívka, ta se chová jako setrvačník proudu. I když může jít jen o vodič omotaný do spirály, problematika cívek sahá hluboko, o čemž se přesvědčíme v dalších textech. Teď si ale pomůžeme vodní analogií.

Cívka jako vodní kolo

Napětí jsme si dříve představili jako tlak, který tlačí vodu (elektrický proud) trubkou. Odpor jsme znázornili zúžením trubky, které proud omezuje. Kondenzátor jsme popsali jako zásobník vody s pružnou membránou. A cívku si teď představíme jako vodní kolo.

Když začneme na vodní kolo tlačit, proud nezačne téct okamžitě. Setrvačnost kola brání rychlé změně proudění, místo toho se kolo pomalu roztáčí. Jak proud narůstá, tlak mezi vstupem a výstupem se postupně vyrovnává, takže napětí na cívce klesá, až dosáhne nuly. Proud ale mezitím stoupne na maximum. Pokud obvod přerušíme, proud se nezastaví okamžitě, cívka jako setrvačník stále na chvíli dodává proud do obvodu.

Zatímco u kola je energie uložena v jeho pohybu, u cívky je energie uložena v magnetickém poli, které vzniká kolem vodiče s proudem. Toto pole je vyjádřeno magnetickým tokem. Kdyby bylo vodní kolo těžší, déle by se roztáčelo, ale mělo by větší energii. Ekvivalentem setrvačnosti je u cívky indukčnost, značena L, jednotkou je Henry (H). Pokud má cívka větší indukčnost vytvoří při stejném proudu větší magnetický tok.

Pokud si indukčnost přirovnáme k setrvačnosti, tak cívka s větší indukčností se více brání změnám proudu, déle jí trvá, než se proud ustálí, a zároveň v sobě uchovává více energie. To vše shrnuje jednoduchý vzorec:

$$
L = \frac{\Phi}{I}
$$

kde $\mathrm{<span\; style="font-family:\; Georgia,\; \text{'}Times\; New\; Roman\text{'},\; \text{'}Bitstream\; Charter\text{'},\; Times,\; serif;\; font-size:\; 16px;">L\; <span\; style="font-size:\; 16px;">je\; indukčnost, </span></span>}$$\Phi$ magnetický tok a $I$ proud.