Induktiivinen kytkeytyminen

Induktiivisellä kytkeytymisellä tarkoitetaan sähkömagneettisesta yhteensopivuudesta puhuttaessa johtimessa kulkevan sähkövirran aiheuttaman muuttuvan magneettikentän johonkin johdinsilmukkaan indusoimaa häiriöjännitettä. Ilmiö aiheuttaa ongelmia mm. automaatio- ja tiedonsiirtojärjestelmissä signaalien siirrossa sekä mittaustekniikan alueella heikkoja signaaleja mitattaessa.

Johdinsilmukkaan vaihtomagneettikentässä indusoituvan häiriöjännitteen amplitudi voidaan laskea kaavalla

${\mathit {U}}_{n}={\omega }{\mathit {B}}{\mathit {A}}\cos \phi$,

missä ${\omega }$ on sinimuotoisesti värähtelevän magneettikentän kulmataajuus $\mathrm {2} \pi {\mathit {f}}$, ${\mathit {B}}$ on magneettivuon tiheys, ${\mathit {A}}$ on johdinsilmukan pinta-ala ja $\phi$ on magneettikentän ja johdinsilmukan muodostaman pinnan normaalin välinen kulma.

Kuten kaavasta huomataan induktiivista kytkeytymistä voidaan vähentää minimoimalla magneettivuon tiheys, silmukan pinta-ala ja taajuus. Kytkeytymistä voidaan välttää myös suuntaamalla johdinsilmukka niin, ettei magneettivuo lävistä sitä.

Käytännön keinoja häiriön välttämiseksi ovat esimerkiksi:

• Sähkölaitteen suunnitteleminen siten, että sen johtimet ovat lyhyitä ja johdinsilmukat pieniä.
• Kierretyllä parikaapelilla. Suojausvaikutus perustuu siihen, että parissa vierekkäisten silmukoiden magneettivuot kumoavat toisensa ja näin ollen induktiivista kytkeytymistä tapahtuu vähemmän.
• Sovittamalla piirin impedanssi mahdollisimman korkeaksi. Häiriö pienenee impedanssin kasvaessa.
• Metallisella koteloinnilla. Metallit ohjaavat magneettikenttiä ja vaimentavat sähkömagneettista säteilyä.
• Lisäämällä etäisyyttä häiritsevän ja häirityn kohteen välillä. Magneettikenttä heikkenee etäisyyden kasvaessa.

Kirjallisuutta

• Voipio, Erkki: Sähkö- ja magneettikentät. (Moniste 381) Espoo: Otakustantamo, 1987. ISBN 951-672-038-2