ทําความเข้าใจกับตัวเหนี่ยวนํา: พื้นฐานและการใช้งาน

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับตัวเหนี่ยวนํา

การเหนี่ยวนําเป็นสิ่งอิเล็กทรอนิกส์ที่สําคัญซึ่งถูกนําไปใช้อย่างกว้างขวางในหลายวงจรเพื่อฝึกฝนนาทีในสนามแม่เหล็ก ประกอบด้วยตัวนําโดยทั่วไปคือขดลวดที่ต่อต้านการเปลี่ยนแปลงของกระแสผ่านการเหนี่ยวนําแม่เหล็กไฟฟ้า โดยพื้นฐานแล้วคุณภาพนี้เป็นไปตามกฎของจูลและกฎการเหนี่ยวนําของฟาราเดย์ ตัวเหนี่ยวนําทํางานตามความสามารถในการต่อต้านการเปลี่ยนแปลงการไหลของกระแสไฟฟ้าที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อ "ความเหนี่ยวนํา" ที่วัดในเฮนรี่

ความเหนี่ยวนําและปัจจัยต่างๆ

ในทางกลับกันปัจจัยหลายประการเช่นจํานวนรอบของขดลวดพื้นที่ล้อมรอบด้วยรอบเหล่านี้และวัสดุที่ใช้ตลอดจนการสร้างการเหนี่ยวนําแรงกระแทกหลักรวมถึงปัจจัยทางกายภาพเช่น: จํานวนลูปรอบ พื้นที่ปิดโดยวงกลมเหล่านั้น สารอะไรครอบคลุมแกนกลางของมันและถูกสร้างขึ้นอย่างไร? ตัวอย่างเช่น ในกรณีนี้ ตัวเหนี่ยวนําแกนอากาศจะมีการเหนี่ยวนําน้อยกว่าตัวเหนี่ยวนําที่มีแกนเฟอร์โรแมกเนติก (เหล็กหรือเฟอร์ไรต์) เนื่องจากการซึมผ่านที่สูงขึ้นของตัวหลัง ดังนั้นวิศวกรจึงสามารถจัดการพารามิเตอร์เหล่านี้ได้โดยใช้สมการทางคณิตศาสตร์ที่ให้มา ดังนั้นจึงทําให้พวกเขาสามารถออกแบบแอปพลิเคชันเฉพาะได้อย่างแม่นยํา

การจัดเก็บและการปลดปล่อยพลังงาน

นอกจากนี้เมื่อพลังงานไฟฟ้าไหลผ่านตัวเหนี่ยวนําหน้าที่หลักของมันจะกลายเป็นการจัดเก็บพลังงานที่มีอยู่ในสนามแม่เหล็ก พลังงานที่เก็บไว้นี้จะถูกปล่อยกลับเข้าไปในวงจรหลังจากการถอนกระแส แหล่งจ่ายไฟใช้คุณสมบัตินี้เนื่องจากช่วยให้กระแสคงที่นอกเหนือจากการลดแรงดันไฟชั่วคราวจึงทําให้ชิ้นส่วนขนาดใหญ่มีความสําคัญต่อความเสถียร สูตร = 0.5 * L * I^2 คํานวณพลังงานที่นําโดยตัวเหนี่ยวนําโดยที่ L หมายถึงความเหนี่ยวนําในขณะที่ I หมายถึงกระแสไฟฟ้าที่ไหล

การตอบสนองความถี่และการกรอง

ตัวกรองที่พูดด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์และการสร้างการตอบสนองความถี่เป็นการใช้งานที่สําคัญที่จําเป็นต้องใช้ขดลวดเพื่อให้อิมพีแดนซ์ที่จําเป็นโดยเฉพาะที่ความถี่สูง ตัวกรอง LC ซึ่งมักรวมกับตัวเก็บประจุสามารถอนุญาตให้ความถี่บางอย่างผ่านหรือปิดกั้นได้อย่างสมบูรณ์ขึ้นอยู่กับการออกแบบ หลักการนี้ใช้เมื่อปรับเอาต์พุต DC ให้เรียบในแหล่งจ่ายไฟและในขณะที่เลือกสัญญาณเฉพาะในเครื่องรับวิทยุ ความถี่เรโซแนนซ์สําหรับวงจร LC ที่ตอบสนองสูงสุดสามารถประเมินได้ที่ f = 1/(2π√(LC))

ความเหนี่ยวนําในการสลับพาวเวอร์ซัพพลาย

เพื่อรักษาประสิทธิภาพการใช้พลังงานระดับแรงดันไฟฟ้าจะถูกเปลี่ยนโดยใช้ตัวเหนี่ยวนําสําหรับการสลับแหล่งจ่ายไฟ หลังจากเปิดสวิตช์แล้วตัวเหนี่ยวนําเก็บพลังงานบางส่วนแล้วปล่อยออกมาอีกครั้งหลังจากปิดสวิตช์เดิม ช่วยให้สามารถแปลงระหว่าง AC (กระแสสลับ) และ DC (กระแสตรง) โดยมีการสูญเสียพลังงานน้อยที่สุด ปัจจัยด้านคุณภาพของตัวเหนี่ยวนําที่เรียกว่าประสิทธิภาพของการแลกเปลี่ยนพลังงานดังกล่าวขึ้นอยู่กับความต้านทานความถี่ในการทํางานตลอดจนค่าของการเหนี่ยวนําตัวเอง

สรุป: บทบาทหลายแง่มุมของตัวเหนี่ยวนํา

สุดท้าย การเหนี่ยวนําทําหน้าที่เหมือนส่วนพื้นฐานไม่เพียง แต่สําหรับการผลิตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการจัดเก็บหรือการปล่อยกระแสไฟฟ้าด้วย นอกจากนี้ยังสร้างความถี่ที่เปลี่ยนแปลงได้และปรับเปลี่ยนอํานาจจากรูปแบบหนึ่งไปอีกรูปแบบหนึ่ง วิธีการที่มั่นคงในการควบคุมพลังงานไฟฟ้าในวงจรใด ๆ มีอยู่ผ่านการใช้งานที่ตั้งอยู่บนหลักการเหนี่ยวนําแม่เหล็กไฟฟ้า สุดท้ายนี้ การรู้ว่าคุณสมบัติเหล่านี้มีความหมายต่อวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ในการออกแบบคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่แน่นอนเป็นสิ่งจําเป็นอย่างยิ่งเมื่อสร้างระบบเทคโนโลยีที่ต้องการการควบคุมคุณสมบัติทางไฟฟ้าอย่างแม่นยํา ยิ่งไปกว่านั้นการเพิ่มประสิทธิภาพและการย่อขนาดยังได้รับความสนใจอย่างมากในระหว่างการพัฒนาและงานวิจัยเท่าที่เกี่ยวข้องกับตัวเหนี่ยวนําเนื่องจากเทคโนโลยีมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในปัจจุบัน