Pengenalan kepada Induktor

Satu komponen Pasif yang selalu tidak jelas adalah induktor. Ini adalah gegelung seperti struktur yang anda dapati dalam litar elektronik kuasa yang paling dan ia adalah kerana sifatnya transformer anda berfungsi. Sebab mengapa ramai orang tidak memahami Induktor adalah bahawa mereka bukan sahaja mengubah medan elektrik tetapi juga medan magnet di sekelilingnya. Dalam tutorial ini marilah kita memahami asas-asas induktor dan demystify sehingga kita akan tahu bagaimana dan bila menggunakan satu dalam aplikasi kami.

Apakah induktor?

Induktor ini mungkin adalah yang paling mudah dari semua komponen elektronik, dibina seperti perintang - panjang wayar mudah yang digulung. Walau bagaimanapun, di sini, rintangan bukanlah harta yang kita cari. Ini adalah sesuatu yang berlaku kerana bentuk dawai - gegelung - ia mewujudkan medan magnet apabila arus dilalui. Bidang medan magnet ini memberikan sedikit wayar ini beberapa sifat elektrik yang menarik, terutamanya induktansi - yang memberikan bahagian-bahagian ini nama mereka.

Perbezaan Antara Induktor dan Kapasitor

Kami telah belajar mengenai kapasitor dalam artikel sebelumnya. Dan sekarang bahawa anda telah mengetahui asas-asas induktor anda mungkin bertanya, "Apakah perbezaan antara Induktor dan Kapasitor?"

Perkara-perkara pertama mula-mula menyimpan tenaga apabila potensi voltan digunakan di seluruhnya, tetapi kapasitor menyimpan tenaga dalam bentuk Electric Field dan Inductor menyimpan energi dalam bentuk fleksibel Magnetic. Baiklah, tetapi bagaimana ia mempengaruhi prestasinya.

Kita perlu menggali jauh mendalam untuk memahami bahawa, tetapi buat masa ini, anda hanya boleh ingat bahawa sebuah Capacitor cuba untuk mengukur voltan dalam litar, iaitu ia tidak menyukai perubahan potensi di setiap komponen dan oleh itu ia akan mengenakan bayaran atau pelepasan untuk menaikkan voltan. Induktor di sisi lain tidak menyukai perubahan arus dalam litar supaya perubahan semasa ia akan mengenakan atau membebaskan untuk menyamakan arus melalui litar.

Ingat juga bahawa Induktor mengubah polariti semasa menunaikan sehingga potensi semasa pengisian akan bertentangan dengan potensi semasa dis-charge.

Simbol untuk Induktor

Seperti banyak komponen elektronik yang lain, simbol untuk induktor adalah piktogram mudah seperti yang sebenarnya kelihatan seperti:

Garis berhampiran lambang mewakili bahan teras - sesuatu yang akan dibincangkan kemudian.

Bekerja dengan Induktor

Seorang induktor, seperti yang telah disebutkan, hanyalah gegelung dawai.

Sebelum kita pergi ke apa-apa lagi, mari kita tanya soalan, kenapa gegelung?

Seperti yang kita ketahui, mana-mana konduktor membawa semasa menghasilkan medan magnet dengan cara berikut:

Walau bagaimanapun, jika anda memasukkan nilai arus ke dalam formula, maka anda akan menyedari bahawa medan magnet yang dihasilkan adalah kecil - hampir dapat diabaikan, melainkan arus yang mustahil tinggi, dalam susunan mega-amp.

Oleh itu untuk meningkatkan medan magnet yang dihasilkan oleh panjang wayar tertentu, kita membungkusnya ke dalam bentuk gegelung. Ini meningkatkan medan magnet, seperti:

Bentuk ini juga dikenali sebagai solenoid.

Apabila voltan digunakan di seluruh terminal induktor, aliran semasa mewujudkan medan magnet. Medan magnet ini sekali lagi mewujudkan arus induksi dalam induktor polariti bertentangan, menurut undang-undang Lenz. Arus tidak membatalkan satu sama lain - sebaliknya, arus induksi secara aktif cuba untuk menentang arus masuk yang disebabkan oleh voltan merentasi induktor. Hasil keseluruhan pertempuran ini ialah arus melalui induktor tidak dapat berubah dengan cepat - ia selalu merupakan lereng linier.

Mengukur induktor

Tingkahlaku kerja induktor menimbulkan persoalan yang menarik - bagaimana kita secara kuantitatif mengukur tingkah laku induktor dalam istilah yang mudah diukur?

Kita boleh cuba mengukur induktor dengan medan magnet yang mereka buat. Sebaik sahaja kita berbuat demikian, kita menghadapi masalah. Medan magnet yang dihasilkan oleh induktor bergantung pada arus yang melaluinya, sehingga induktor kecil dapat menghasilkan medan magnet yang besar.

Sebaliknya, kita boleh menggunakan pendekatan yang sama yang kita gunakan untuk kapasitor, dan kita boleh menentukan induktansi litar sebagai perubahan voltan yang diinduksi apabila perubahan semasa pada kadar tertentu.

Secara matematik,

V = L (dI / dt)

Di mana V adalah voltan, L adalah induktans, saya arus dan t ialah tempoh masa.

Induktansi, 'L', diukur dalam Henrys, dinamakan selepas Joseph Henry, saintis Amerika yang menemui induksi elektromagnetik.

Rumusan untuk mengira induktansi gegelung dawai diberikan oleh formula ini:

L = (μn2a) / l

Di mana L adalah induktansinya di Henrys, μ ialah kebolehtelapan kebolehtelapan, iaitu pekali betapa mudahnya medan magnet boleh diwujudkan dalam medium tertentu, n adalah bilangan lilitan, a ialah kawasan gegelung dan l ialah panjang daripada gegelung.

Sekali lagi, Henry adalah unit yang sangat besar, maka induktor praktikal diukur dalam mikroHenrys, uH, yang merupakan juta dari Henry, atau MilliHenrys, mH, yang merupakan seperseribu Henry. Kadang-kadang anda mungkin mendapati induktansi yang sangat kecil yang diukur dalam nanoHenrys, yang merupakan seribu satu uH.

Jenis-jenis Inductors yang berbeza

Sekarang μ dalam persamaan di atas mempunyai beberapa implikasi yang menarik. Ia menunjukkan bahawa medan magnet di dalam induktor boleh dimanipulasi. Seperti yang disebutkan di atas, kadang-kadang medan magnet yang dihasilkan walaupun oleh solenoid jatuh kekurangan keperluan kadang-kadang. Itulah sebabnya dalam hampir kes anda mendapati induktor dibentuk di sekitar bahan teras.

Cores adalah bahan yang menyokong penciptaan medan magnet. Mereka biasanya diperbuat daripada besi dan sebatiannya, seperti ferit (yang merupakan oksida besi). Anda boleh mendapatkan medan magnet yang lebih besar menggunakan inti daripada tanpa satu.

1. PENGUASA TERAS AIR:

Seperti namanya, induktor jenis ini tidak mempunyai inti - bahan teras udara! Oleh kerana udara mempunyai kebolehtelapan yang rendah, induktansi induktor teras udara agak rendah - jarang di atas 5uH. Oleh kerana mereka mempunyai induktansi yang rendah, kadar kenaikan semasa agak pantas untuk voltan yang digunakan dan yang menjadikannya mampu mengendalikan frekuensi tinggi. Mereka kebanyakannya digunakan dalam litar RF.

2. LEMBARAN INDUSTRI LELAKI

Besi mungkin merupakan bahan magnet yang paling dikenali, yang menjadikannya pilihan ideal untuk induktor. Ini mengambil bentuk induktor besi-teras. Mereka biasanya digunakan untuk penapisan talian frekuensi rendah, kerana mereka boleh agak gemuk dan mempunyai induktansi yang besar. Mereka juga digunakan dalam peralatan audio.

3. FERRITE LECTOR INDUCTORS

Ferrite hanya serbuk oksida besi. Serbuk ini dicampur dengan resin epoksi dan dibentuk untuk membentuk teras di mana wayar boleh luka. Induktor teras ferit mudah dikenali kerana warna kelabu hitam mereka yang membosankan. Mereka juga sangat rapuh dan mudah pecah. Mereka adalah jenis induktor yang paling banyak digunakan, kerana kebolehtelapan boleh dikendalikan dengan halus dengan mengawal nisbah ferit ke epoksi dalam campuran.

Induktor dalam Siri dan Selari

Induktor yang terhubung dalam siri dan selari bertindak cara yang bertentangan dengan kapasitor.

Sebagai contoh, untuk mengira induktansi sekumpulan induktor secara siri, anda boleh meringkaskan nilai induktans individu.

L = L1 + L2 + ... + Ln

Di mana L ialah induktans jumlah dan L1, L2 ... Ln adalah induktans individu.

Katakan anda mempunyai dua induktor, satu mengukur 10uH dan 15uH yang lain, maka dengan meletakkannya dalam siri anda memperoleh induktansi total 25uH.

Induktor secara selari bertindak dengan cara yang sama seperti perintang selari, induktansi diberikan oleh:

1 / L = 1 / L1 + 1 / L2 + ... + 1 / Ln

Di mana L ialah induktans jumlah dan L1, L2 ... Ln adalah induktans individu.

Dengan cara ini jika anda menyambung dua induktor 10uH secara selari, anda akan berakhir dengan induktansi 5uH.

Formula Penunjuk Berguna

1. TENAGA YANG TELAH DIPERLUKAN OLEH PENGUASA:

Induktor boleh menyimpan tenaga seperti kapasitor, tetapi tenaga hilang ketika anda mencabut kuasa dan medan magnet runtuh. Dalam erti kata lain, induktor tidak berkuasa tidak dapat mengekalkan medan magnetnya.

E = ½ * L * I2

Di mana E ialah tenaga dalam Joules, L adalah induktansinya di Henries dan I ialah arus am dalam.

Jika anda mempunyai induktor 20uH dengan arus 5A yang mengalir melaluinya, maka tenaga yang disimpan akan 0.00025J. Dalam aspek induktor juga, seperti kapasitor, memegang tenaga yang sangat sedikit.

2. KADAR RISIKO SEMASA

Rumusan ini telah dibincangkan, tetapi ia patut dilihat dengan lebih dekat.

V / L = dI / dt

Di mana V adalah voltan yang digunakan merentasi induktor, L ialah induktans, I adalah semasa dan t ialah masa.

Ini menyatakan bahawa apabila voltan malar digunakan merentasi induktor, arus naik dalam cerun linier. Ini boleh berguna dalam membuat tanjakan semasa, sama seperti kapasitor mencipta tanjakan voltan pada arus malar.

3. IMPEDANCE

Induktor mempunyai impedans yang berkaitan dengan frekuensi oleh formula:

XL = 2π * f * L

Di mana XL adalah impedans induktif, f ialah kekerapan dalam Hertz dan L adalah induktansinya di Henrys.

Kelakuan Induktor dalam Litar

Yang menghairankan, induktor agak tidak berguna dalam litar DC, kerana terdapat aliran semasa yang berterusan dan induktor bertindak seperti sedikit wayar.

Mereka mendapati kebanyakan penggunaannya dalam litar AC. Seperti yang disebutkan di atas, ia mempunyai impedans, yang menjadikannya berguna untuk menghadkan semasa dalam litar AC, seperti ballast lampu neon.

Mereka juga boleh digunakan untuk menapis isyarat.

Dalam kes pertama, induktor membenarkan semua arus DC mengalir melaluinya ke tanah, menghalang semua frekuensi rendah daripada mencapai output. Pada frekuensi yang lebih tinggi, impedans induktor meningkat dengan mantap, jadi isyarat boleh melewati output, oleh itu ia dipanggil penapis pas tinggi.

Dalam kes kedua, induktor membenarkan DC dan frekuensi rendah untuk melewati tetapi menyekat semua frekuensi tinggi dari output dan oleh itu ia dipanggil penapis pas rendah.

Induktor dalam Kehidupan Nyata

Induktor, kerana ia diperbuat daripada dawai tembaga dan ferit, cenderung mahal dan mendapati kebanyakan penggunaannya dalam radio, bekalan kuasa dan peralatan telekom.

Dalam bekalan kuasa, harta induktor untuk menghalang perubahan mendadak dalam arus digunakan. Bersama dengan kapasitor, ia bertindak untuk mencegah perubahan secara tiba-tiba dalam voltan keluaran bekalan kuasa dan semasa.

Litar RF menggunakan litar LC menarik yang dikenali sebagai tangki. Kapasitor dicaj dan dibebaskan ke induktor, yang membina medan magnetnya. Apabila medan magnet runtuh, voltan dicipta dan mengecas kapasitor. Ini mewujudkan ayunan berkala yang boleh digunakan untuk menghasilkan frekuensi yang tinggi.

Kekerapan boleh dikira dengan formula:

Di mana f adalah kekerapan dalam Hertz, L adalah induktansinya di Henrys dan C ialah kapasitans dalam Farads.

Kesimpulannya

Dan itu semua pengetahuan praktikal yang anda perlukan untuk bekerja dengan induktor. Mereka adalah peranti mudah secara intrinsik dan tidak seperti lazimnya sebagai kapasitor dan saudara-mara perintang, tetapi masih sangat berguna.

Untuk maklumat lanjut, sila hubungi kami di sales@xfullstar.com