Forstå induktorer: Grunnleggende og applikasjoner

Introduksjon til induktorer

Induksjon er praktisk talt en viktig elektronisk ting som brukes i stor grad i flere kretser for å øve i et magnetfelt. Den består av en leder, vanligvis en trådspole som motsetter seg strømvariasjon gjennom elektromagnetisk induksjon. Denne kvaliteten følger i utgangspunktet Joules lov og Faradays lov om induksjon. En induktor oppfører seg basert på dens evne til å motsette seg endring i strømmen av elektrisk strøm, ofte kjent som "induktansen" målt hos henries.

Induktans og dens faktorer

På den annen side, flere faktorer som antall svinger på spolen, området omsluttet av disse svingene og materialet som brukes, samt konstruksjon av kjerneslaginduktansene, inkludert fysiske faktorer som: Antall løkker rundt den; lukket rom av disse sirklene; Hvilket stoff dekker kjernen og hvordan ble den laget? I dette tilfellet vil for eksempel en luftkjerneinduktor ha mindre induktans enn en med ferromagnetisk kjerne (jern eller ferritt) på grunn av høyere permeabilitet av sistnevnte. Derfor kan ingeniører manipulere disse parameterne ved hjelp av matematisk ligning, forutsatt at de kan designe spesifikke applikasjoner nøyaktig.

Energilagring og frigjøring

I tillegg, når elektrisk kraft strømmer gjennom en induktor, blir dens hovedfunksjon å lagre energi som finnes i et magnetfelt. Denne lagrede energien frigjøres tilbake til kretsene etter strømuttak. Strømforsyninger bruker denne egenskapen fordi de bidrar til å holde strømmene jevne i tillegg til å redusere forbigående spenningstopper, og dermed gjøre større deler til en del som er avgjørende for stabiliteten. Formelen E = 0,5 * L * I^2 beregner energien som bæres av en induktor der L representerer dens induktans mens I betegner flytende elektrisk strøm.

Frekvensrespons og filtrering

Elektronisk sett er filtre og frekvensresponsforming kritiske applikasjoner der spoler er nødvendige for å gi nødvendige impedanser, spesielt ved høye frekvenser. LC-filtrene, som ofte kombineres med kondensatorer, kan enten tillate visse frekvenser å passere gjennom eller blokkere dem helt, avhengig av designet. For den saks skyld brukes dette prinsippet ved utjevning av DC-utganger i strømforsyninger og ved valg av spesifikke signaler i radiomottakere. Resonansfrekvensen for en LC-krets der den reagerer maksimalt kan estimeres med f = 1/(2π√(LC)).

Induktans i kobling av strømforsyninger

For å opprettholde strømeffektiviteten transformeres spenningsnivåene ved hjelp av induktorer for å bytte strømforsyninger. Etter å ha slått på en bryter, er detinduktorlagrer litt energi og slipper den deretter ut igjen etter at du har slått av den samme bryteren. Den tillater konvertering mellom AC (vekselstrøm) og DC (likestrøm) med minimalt tap av energi. Induktorens kvalitetsfaktor kalt effektivitet av slik energiutveksling avhenger av motstanden, driftsfrekvensen samt verdien av selvinduksjon.

Konklusjon: Den mangefasetterte rollen til induktorer

Til slutt fungerer induksjon som en elementær del, ikke bare for produksjon, men også lagring eller frigjøring av elektrisitet; også å forme foranderlige frekvenser og modifisere krefter fra en form til en annen. En stabil metode for å kontrollere elektrisk energi på tvers av alle kretser eksisterer nå gjennom deres bruk basert på elektromagnetiske induksjonsprinsipper. Til slutt, å vite hva disse egenskapene betyr for elektroniske ingeniører som designer eksakte elektriske egenskaper, er ekstremt nødvendig når man lager teknologisystemer som krever presis kontroll over elektriske egenskaper. Dessuten blir optimalisering og miniatyrisering for tiden gitt mye oppmerksomhet under utviklings- og forskningsarbeid når det gjelder induktorer fordi teknologien har endret seg betydelig i dag.