Induktive Reaktanz ist eine Eigenschaft, die ein Induktor aufweist, und induktive Reaktanz besteht basierend auf der Tatsache, dass ein elektrischer Strom ein Magnetfeld um ihn herum erzeugt. Im Kontext eines Wechselstromkreises (obwohl dieses Konzept jedes Mal angewendet wird, wenn sich der Strom ändert) ändert sich dieses Magnetfeld ständig als Folge von Strom, der hin und her schwingt., Es ist diese Änderung des Magnetfeldes, die einen anderen elektrischen Strom induziert, der im selben Draht (Counter-EMF) fließt, in einer Richtung, die dem Fluss des Stroms entgegenwirkt, der ursprünglich für die Erzeugung des Magnetfeldes verantwortlich war (bekannt als Lenz-Gesetz). Daher ist die induktive Reaktanz eine Opposition gegen die Änderung des Stroms durch ein Element.
Bei einer idealen Induktivität in einem Wechselstromkreis führt die hemmende Wirkung auf die Änderung des Stromflusses zu einer Verzögerung oder Phasenverschiebung des Wechselstroms in Bezug auf die Wechselspannung., Insbesondere führt eine ideale Induktivität (ohne Widerstand) dazu, dass der Strom die Spannung um einen Viertelzyklus oder 90°verzögert.
In elektrischen Stromversorgungssystemen kann induktive Reaktanz (und kapazitive Reaktanz, jedoch induktive Reaktanz ist häufiger) die Leistungskapazität einer Wechselstromübertragungsleitung begrenzen, da die Leistung nicht vollständig übertragen wird, wenn Spannung und Strom außerhalb der Phase liegen (siehe oben)., Das heißt, Strom fließt für ein phasenverschobenes System, jedoch wird zu bestimmten Zeiten keine wirkliche Leistung übertragen, da es Punkte gibt, an denen der Momentanstrom positiv ist, während die Momentanspannung negativ ist, oder umgekehrt, was eine negative Energieübertragung impliziert. Daher wird keine echte Arbeit ausgeführt, wenn die Energieübertragung „negativ“ist. Strom fließt jedoch immer noch, selbst wenn ein System nicht in der Phase ist, wodurch sich die Übertragungsleitungen aufgrund des Stromflusses erwärmen., Folglich können sich Übertragungsleitungen nur so stark erwärmen (oder sie würden aufgrund der Wärme, die die Metallübertragungsleitungen ausdehnt, physisch zu stark durchhängen), so dass Übertragungsleitungsbetreiber eine „Obergrenze“ für die Strommenge haben, die durch eine bestimmte Leitung fließen kann, und eine übermäßige induktive Reaktanz kann die Leistungskapazität einer Leitung begrenzen. Leistungsanbieter verwenden Kondensatoren, um die Phase zu verschieben und die Verluste basierend auf Nutzungsmustern zu minimieren.,
X L = ω L = 2 π f L {\displaystyle X_{L}=\omega L=2\pi fL}
Der Durchschnittliche Strom durch eine Induktivität L {\displaystyle \scriptstyle {L}} in Serie mit einer sinusförmigen AC-Spannung Quelle der RMS-amplitude A {\displaystyle \scriptstyle {A}} und Frequenz f {\displaystyle \scriptstyle {f}} ist gleich:
I L = A ω L = 2 π f L . {\displaystyle I_{L}={A \over \omega L}={A \over 2\pi fL}.,}
Da eine Rechteckwelle bei sinusförmigen Oberwellen mehrere Amplituden aufweist, fließt der durchschnittliche Strom durch eine Induktivität L {\displaystyle \scriptstyle {L}} in Reihe mit einer rechteckigen Wechselspannungsquelle mit Effektivwertamplitude A {\displaystyle \scriptstyle {A}} und Frequenz f {\displaystyle \scriptstyle {f}} ist gleich:
I L = A π 2 8 ω L = A π 16 f L {\displaystyle I_{L}={A\pi ^{2} \over 8\omega L}={A\pi \over 16fL}}
Jeder Leiter mit endlichen Abmessungen hat eine Induktivität; Die Induktivität wird durch die mehreren Windungen in einer elektromagnetischen Spule größer., Faradays Gesetz der elektromagnetischen Induktion gibt den Zähler-emf E {\displaystyle \scriptstyle {\mathcal {E}}} (Spannung Gegenstrom) aufgrund einer Änderungsrate der magnetischen Flussdichte B {\displaystyle \scriptstyle {B}} durch eine Stromschleife.
E = − d Φ B d t {\displaystyle {\mathcal {E}}=-{{d\Phi _{B}} \over dt}}
Für eine Spule, bestehend aus einer Spule mit N {\displaystyle \scriptstyle N} Schleifen diese gibt.
E = − N d Φ B d t {\displaystyle {\mathcal {E}}=-N{d\Phi _{B} \over dt}}
Der counter-emf ist die Quelle der opposition gegen den Stromfluss., Ein konstanter Gleichstrom hat eine Nulländerungsrate und sieht einen Induktor als Kurzschluss (er besteht typischerweise aus einem Material mit niedrigem Widerstand). Ein Wechselstrom hat eine zeitgemittelte Änderungsrate, die proportional zur Frequenz ist, dies verursacht die Zunahme der induktiven Reaktanz mit der Frequenz.