Suprasti induktorių ir jis veikia

Induktorius yra vienas iš pagrindinių elektronikos pasyviųjų komponentų. Pagrindiniai elektronikos pasyvieji komponentai yra rezistoriai, kondensatoriai ir induktoriai. Induktoriai yra glaudžiai susiję su kondensatoriais, nes jie abu naudoja elektrinį lauką energijai kaupti ir abu yra du galiniai pasyvūs komponentai. Tačiau kondensatoriai ir induktoriai turi skirtingas konstrukcines savybes, apribojimus ir naudojimą.

Induktorius yra dviejų terminalų komponentas, kuris kaupia energiją savo magnetiniuose laukuose. Jis taip pat vadinamas ritė arba droselis. Jis blokuoja bet kokius juo tekančios srovės pokyčius.

Induktoriui būdinga induktyvumo vertė, kuri yra įtampos (EMF) ir srovės pokyčio ritės viduje santykis. Indukcinės vienetas yra Henry. Jei srovės srautas per induktorių keičiamas vieno ampero per sekundę greičiu ir ritės viduje susidaro 1 V EMF, induktyvumo vertė bus 1 Henris.

Elektronikoje induktorius, kurio vertė Henry, yra retai naudojamas, nes tai yra labai didelė taikymo prasme. Paprastai daugelyje programų naudojamos daug mažesnės vertės, tokios kaip Milli Henry, Micro Henry ar Nano Henry.

Simbolis	Vertė	Santykis su Henriku
mH	Milli Henry	1/1000
uH	Mikro Henris	1/1000000
nH	Nano Henris	1/1000000000

Nuo induktoriaus simbolis rodomas žemiau image-

Simbolis yra susuktų laidų atvaizdas, o tai reiškia, kad laidai sukonstruoti taip, kad taptų ritėmis.

Induktoriaus konstrukcija

Induktoriai formuojami naudojant izoliuotus varinius laidus, kurie toliau formuojasi kaip ritė. Ritė gali būti skirtingos formos ir dydžio, taip pat gali būti suvyniota į kitokio tipo medžiagas.

Induktoriaus induktyvumas labai priklauso nuo daugelio veiksnių, tokių kaip vielos posūkių skaičius, atstumas tarp posūkių, posūkių sluoksnių skaičius, šerdies medžiagų tipas, jo magnetinis pralaidumas, dydis, forma ir kt.

Tarp Idealaus induktoriaus ir tikrųjų elektroninių grandinių naudojamų tikrų induktorių yra didžiulis skirtumas. Tikrasis induktorius turi ne tik induktyvumą, bet ir talpą bei varžą. Glaudžiai suvyniotos ritės sukuria išmatuojamą iškraipytos talpos kiekį tarp ritės posūkių. Ši papildoma talpa, taip pat laido varža, keičia aukšto dažnio induktoriaus elgesį.

Induktoriai naudojami beveik kiekviename elektroniniame gaminyje, kai kurie induktoriaus pasidaryk pats:

• Metalo detektorius
• „Arduino“ metalo detektorius
• FM siųstuvas
• Osciliatoriai

Kaip veikia induktorius?

Prieš aptariant toliau, svarbu suprasti skirtumą tarp dviejų terminų - magnetinio lauko ir magnetinio srauto.

Srovės tekėjimo per laidininką metu susidaro magnetinis laukas. Šie du dalykai yra tiesiškai proporcingi. Todėl padidinus srovę, padidės ir magnetinis laukas. Šis magnetinis laukas matuojamas SI vienetu Tesla (T). Dabar, kas yra magnetinio srauto ? Na, tai yra magnetinio lauko matavimas arba kiekis, einantis per nurodytą plotą. „Magnetic Flux“ taip pat turi SI standarto vienetą, tai yra „ Weber“.

Taigi, nuo šiol induktoriuose yra magnetinis laukas, kurį sukuria per jį tekanti srovė.

Norint suprasti toliau, reikia suprasti Faradėjaus induktyvumo dėsnį. Pagal Faradėjaus induktyvumo dėsnį, sukurtas EMF yra proporcingas magnetinio srauto pokyčio greičiui.

VL = N (dΦ / dt)

Kur N yra apsisukimų skaičius ir Φ srauto kiekis.

Induktoriaus konstrukcija

Vieną bendrą, standartinę induktoriaus konstrukciją ir veikimą galima įrodyti kaip varinę vielą, tvirtai suvyniotą per pagrindinę medžiagą. Žemiau esančiame paveikslėlyje varinė viela yra glaudžiai suvyniota per pagrindinę medžiagą, todėl ji yra dviejų galų pasyvus induktorius.

Kai srovė teka viela, elektromagnetinis laukas vystysis per laidininką ir elektromotorinė jėga arba EMF generuos priklausomai nuo magnetinio srauto pokyčio greičio. Taigi srauto ryšys bus Nɸ.

Žaizdų ritė induktoriaus į šerdies medžiagą, induktyvumas yra sakoma, kad

µN ² A / L

kur N yra posūkių skaičius

A yra šerdies medžiagos skerspjūvio plotas

L yra ritės ilgis

µ yra šerdies medžiagos pralaidumas, kuris yra pastovus.

Sugeneruoto galinio EMF formulė yra

Vemf (L) = -L (di / dt)

Grandinėje, jei įtampos šaltinis induktoriui yra naudojamas naudojant jungiklį. Šis jungiklis gali būti bet koks tranzistorius, MOSFET ar bet koks tipiškas jungiklis, kuris įtampos šaltinį tiekia induktoriui.

Yra dvi schemos būsenos.

Kai jungiklis yra atidarytas, induktoriuje nebus srovės srauto, o srovės pokyčio greitis yra lygus nuliui. Taigi, EMF taip pat yra nulis.

Kai jungiklis yra uždarytas, srovė nuo įtampos šaltinio iki induktoriaus pradeda kilti, kol srovės srautas pasieks didžiausią pastoviosios būsenos vertę. Šiuo metu srovės srautas per induktorių padidėja, o srovės pokyčio greitis priklauso nuo induktyvumo vertės. Pagal Faradėjaus įstatymą, induktorius generuoja atgalinį EMF, kuris išlieka tol, kol nuolatinė srovė patenka į stabilią būseną. Stacionarios būsenos metu ritėje nėra srovės pokyčių, o srovė tiesiog praeina per ritę.

Per šį laiką idealus induktorius veiks kaip trumpasis jungimas, nes neturi pasipriešinimo, tačiau praktinėje situacijoje srovės srautas per ritę ir ritę turi varžą, taip pat talpą.

Kitoje būsenoje, kai jungiklis vėl uždaromas, induktoriaus srovė greitai krinta ir vėl yra srovės pokytis, kuris toliau veda prie EMF generavimo.

Srovė ir įtampa induktoriuje

Aukščiau pateiktame grafike pavaizduota jungiklio būsena, induktoriaus srovė ir indukuota įtampa laiko konstantoje.

Galia per induktorių gali būti apskaičiuojama pagal omo galios dėsnį, kur P = įtampa x srovė. Todėl tokiu atveju įtampa yra –L (di / dt), o srovė yra i. Taigi, induktoriaus galią galima apskaičiuoti naudojant šią formulę

P _L = L (di / dt) i

Bet pastoviosios būsenos metu tikrasis induktorius veikia tik kaip rezistorius. Taigi galią galima apskaičiuoti kaip

P = V ² R

Taip pat galima apskaičiuoti sukauptą energiją induktoriuje. Induktorius kaupia energiją naudodamas magnetinį lauką. Induktoriuje sukauptą energiją galima apskaičiuoti naudojant šią formulę:

W (t) = Li ² (t) / 2

Pagal jų konstrukciją ir dydį yra įvairių induktorių tipų. Konstrukciniai išmintingi induktoriai gali būti suformuoti oro šerdyje, ferito šerdyje, geležies šerdyje ir tt

Induktorių taikymas

Induktoriai naudojami plačioje taikymo srityje.

1. Su RF susijusioje programoje.
2. SMPS ir maitinimo šaltiniai.
3. „Transformeryje“.
4. Apsauga nuo viršįtampių, kad būtų ribojama įsiurbimo srovė.
5. Mechaninių relių viduje ir kt.