U kondenzátoru jsme zjistili, že velikost proudu protékajícího proudu kondenzátorem závisí kromě jiného i na rychlosti změny připojeného napětí s časem, neboli na frekvenci střídavého proudu. S něčím podobným jsme se setkali u cívky. Také zde hraje významnou roli rychlost změny. Vzpomeňme si třeba na vznik indukovaného proudu v cívce, v závislosti na rychlosti pohybu magnetického pole, tzv. elektromagnetické indukci. Nyní nás spíše zajímá, jak se tato rychlost změnami zobrazí na vlastní indukčnosti cívky.
Indukované napětí, vzniklé vlastní indukčností cívky, je přímo úměrné rychlosti změny proudu. Závisí i na samotné indukčnosti cívky – je přímo úměrné indukčnosti L.
Proč nás zajímá napětí, které se indukuje v cívce? Z dřívějška víme, že indukované napětí je vždy namířeno proti směru proudu, krytý jej vyvolal. O tom se každý může přesvědčit prostým připojením stejnosměrného zdroje k žárovce – přec víku transformátoru. Nelze totiž přehlédnou opožděné rozsvícení žárovky. U střídavého proudu tato skutečnost nabývá zvláštního významu tím, že proud se neustále přerušuje. Po každém přerušení se mění směr proudu.
Můžeme změřit, že cívka konkrétní indukčností klade průtoku proudu tím větší odpor, čím je kmitočet proudu vyšší. Mnohdy postačí, aby cívka měla jen několik závitů a vysokofrekvenční proud vůbec neprojde. Takovou cívku obvykle nazýváme tlumivkou Tl a zařazujeme ji např. do rozvodu stejnosměrného napětí, jak o tom byla zmínka v souvislosti s průchodkovými kondenzátory. Společně s připojeným filtračním kondenzátorem tlumivka neumožní pronikání vysokofrekvenčního signálu po rozvodu napájení. Tím zamezí nežádoucí zpětné vazbě, tj. k rozkmitání obvodu. V jiném případě poslouží tlumivka k uzemnění antény, přičemž pro vysokou frekvenci se takové uzemnění neuplatní. Ve stejnosměrném obvodu by propojení cívkou znamenalo zkrat, zatímco vysokofrekvenční proud tlumivkou k zemi neprojde.
Odpor, který klade cívka střídavému proudu, není ohmický, nýbrž zdánlivý, nazývaný induktivním odporem XL. Jeho velikost závisí na indukčnosti cívky a frekvenci střídavého proudu.
Skutečnost, že cívka představuje tím větší odpor, čím vyšší je kmitočet, znamená opačnou vlastnost než jakou jsme zjistili u kondenzátoru. Tam zdánlivý odpor klesal se vzrůstajícím kmitočtem.
Když mluvíme o počtu závitů cívky, přičemž nelze přehlížet ani účinek jádra uvnitř cívky, pak nás samozřejmě zajímá, jak se různě velká indukčnost L projeví na zdánlivém odporu XL. Jistě nepřekvapí, že existuje přímá úměra mezi indukčnosti L a zdánlivým odporem XL. Znamená to, že čím větší indukčnost, tím větší odpor XL. Jestliže tuto skutečnost, společně s poznatkem o vlivu frekvence, vyjádříme matematickým vzorcem, platí vztah:
XL = 2 φ f . L neboli XL =ω . L
Tento základní vztah mezi zdánlivým odporem, frekvencí proudu a indukčnosti cívky, počítá se základními jednotkami, tj. v ohmech, hertzích a indukčností v henry. Při počítání nutno jiné údaje převést na tyto základní jednotky.
Z dosavadních zjištění zároveň vyplývá, že střídavý proud, protékající cívkou, nemůže být ve fázi s napětím. Zjistili jsme, že proud se zpožďuje za napětím v důsledku vlastní indukčnosti cívky. Znázorňují to vektory na obrázku 1.6. Fázový posun činí 90°, přičemž průběh ani frekvence střídavého signálu se nemění.
Po pravdě řečeno, takovéto poměry by platily pouze v případě jakési ideální cívky. Ve skutečnosti u každé cívky, zařazené do obvodu s vysokou frekvencí, se nepříznivě uplatní její vlastní kapacita. Jedná se především o kapacitu projevující se především mezi závity, o tzv. mezizávitovou kapacitu. Tato nežádoucí mezizávitová kapacita vlastnosti cívky významně zhoršuje. Ale i u kmitočtů v pásmu UHF, kde cívku zastupuje nepatrný kousek vodiče, se uplatňuje kapacita. V tomto případě je to kapacita blízkého okolí. Ohmický odpor je v takovém vf obvodě zcela zanedbatelný.
Dalo by se předpokládat, že u cívky bude docházet k postupnému a stále se zvětšujícímu útlumu proudu, se vzrůstajícím kmitočtem. Místo toho však zjistíme, že cívka propustí proud pouze v omezeném pásmu kmitočtů – podle těžko odhadnutelné závislosti. V některých případech se cívka chová jako skutečný rezonanční obvod. Stane se tak působením vlastní indukčnosti ve spolupráci v vlastní mezizávitovou kapacitou nebo kapacitou nejbližšího okolí.
Úmyslně nehovoříme o vlivu ohmického odporu vodičů, protože ve vysokofrekvenční technice cívku tvoří jen málo závitů, pokud o cívce lze vůbec hovořit. Tak např. v pásmu UHF se skutečné cívky používají výlučně jako tlumivky, zatímco rezonanční obvody se konstruují vždy formou vysokofrekvenčního vedení – bez cívek. Ostatně názornou představu o tom, jak mohou vypadat rezonanční obvody pro kmitočty řádově stovky MHz, si můžeme vytvořit sami. Postačí otevřít tuner z vyřazeného televizoru. Uvidíte tam vysokofrekvenční vedení pro obvody IV. a V. televizního pásma, lišící se výrazným způsobem od tradičních kmitavých obvodů, pracujících s nižšími kmitočty. Nižšími kmitočty se rozumí např. pásmo VHF nebo III. televizní pásmo.
Avšak ani s tlumivkami v pásmu UHF to není jednoduché. Požaduje se, aby měla co nejplošší kmitočtový průběh zdánlivého odporu XL. Jinak řečeno, má mít co nejnižší jakost Q. V opačném případě se musí počítat se vznikem rezonance na nějakém kmitočtu. Týká se to I tlumivek v televizním tuneru. Taková tlumivka nemá často ani pět závitů a její průměr nepřekročí 5 mm.
Výhodnější vlastnosti při maximální jednoduchosti vykazuje tlumivka s tzv. Feritovou perličkou. Jedná se o malý kousek feritového materiálu (typ N1 nebo N0), velikosti 3 až 5 mm, s otvorem uvnitř. Přívodnímu vodiči, prostrčeného perličkou, se mnohonásobně zvětší indukčnost. Protože nevzniká mezizávitová kapacita jako u tradiční cívky se závity, neumožňuje to vznik rezonančního obvodu. Indukčnost pak působí širokopásmově.