Cewka (indukcyjność) magazynuje energię w polu magnetycznym. Gdy przez cewkę płynie prąd przemienny, jego wartość w czasie się zmienia, a wraz z nią zmienia się strumień magnetyczny związany z cewką. Zgodnie z prawami indukcji elektromagnetycznej w cewce pojawia się siła elektromotoryczna samoindukcji, czyli "dodatkowe" napięcie związane ze zmianą prądu.
W ujęciu obwodowym opisuje to zależność:
Oznacza to, że napięcie na indukcyjności jest proporcjonalne do szybkości zmian prądu. Jeżeli prąd ma przebieg sinusoidalny, to jego pochodna także jest przebiegiem sinusoidalnym (tylko przesuniętym w fazie). Dlatego poprawne jest stwierdzenie, że w cewce indukuje się napięcie zmienne o charakterze sinusoidalnym (dla sinusoidalnego przebiegu prądu).
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne w typowym rozumieniu zjawiska?
- Stwierdzenie o napięciu stałym nie pasuje do samoindukcji przy prądzie przemiennym: gdy prąd się zmienia, indukowane napięcie również zmienia znak i wartość.
- Stwierdzenie o przebiegu prostokątnym jest błędne, jeśli zakładamy sinusoidalny prąd. Prostokąt mógłby pojawić się tylko przy zupełnie innych warunkach (np. wymuszeniu przebiegiem impulsowym i ocenie w innym punkcie układu), czego pytanie nie opisuje.
- Stwierdzenie, że nie indukuje się żadne napięcie, ignoruje podstawową własność indukcyjności: przeciwdziałanie zmianom prądu poprzez wytwarzanie SEM samoindukcji.
W praktyce mechatronika to zjawisko jest kluczowe m.in. w cewkach styczników, przekaźników i elektrozaworów: przy zmianach prądu mogą pojawiać się przepięcia, dlatego stosuje się elementy tłumiące (np. diody, warystory, RC) dobrane do rodzaju zasilania.
