uutiset

Kuinka induktorit toimivat

Kirjailija: Marshall Brain

induktori

Yksi suuri induktoreiden käyttötarkoitus on yhdistää ne kondensaattoreiden kanssa oskillaattorien luomiseksi. HUNTSTOCK / GETTY IMAGES

Induktori on suunnilleen yhtä yksinkertainen kuin elektroninen komponentti voi olla - se on yksinkertaisesti lankakela. Osoittautuu kuitenkin, että lankakela voi tehdä erittäin mielenkiintoisia asioita kelan magneettisten ominaisuuksien vuoksi.

Tässä artikkelissa opimme kaiken induktoreista ja siitä, mihin niitä käytetään.

Sisällys

Induktorin perusteet

Henries

Induktorisovellus: Liikennevaloanturit

Induktorin perusteet

Piirikaaviossa kela esitetään seuraavasti:

Ymmärtääksesi, kuinka induktori voi toimia piirissä, tämä kuva on hyödyllinen:

Tässä näkyy akku, hehkulamppu, lankakela rautapalan ympärillä (keltainen) ja kytkin. Lankakela on kela. Jos olet lukenut Kuinka sähkömagneetit toimivat, saatat huomata, että kela on sähkömagneetti.

Jos ottaisit kelan pois tästä piiristä, sinulla olisi normaali taskulamppu. Suljet kytkimen ja lamppu syttyy. Kun induktori on piirissä kuvan mukaisesti, käyttäytyminen on täysin erilainen.

Lamppu on vastus (vastus luo lämpöä saadakseen hehkulangan hehkumaan - katso lisätietoja hehkulamppujen toiminnasta). Kelan langalla on paljon pienempi vastus (se on vain lanka), joten mitä odotat, kun kytket kytkimen päälle, polttimo hehkuu hyvin himmeästi. Suurimman osan virrasta tulisi seurata matalan resistanssin polkua silmukan läpi. Sen sijaan tapahtuu, että kun suljet kytkimen, lamppu palaa kirkkaasti ja himmenee sitten. Kun avaat kytkimen, lamppu palaa erittäin kirkkaasti ja sammuu sitten nopeasti.

Syy tähän outoon käyttäytymiseen on induktori. Kun virta alkaa virrata kelassa, käämi haluaa muodostaa magneettikentän. Kun kenttä rakentuu, käämi estää virran kulun. Kun kenttä on rakennettu, virta voi kulkea normaalisti johtimen läpi. Kun kytkin avataan, kelan ympärillä oleva magneettikenttä pitää virran virrassa kelassa, kunnes kenttä romahtaa. Tämä virta pitää lampun palamassa jonkin aikaa, vaikka kytkin on auki. Toisin sanoen induktori voi varastoida energiaa magneettikenttään, ja kelalla on taipumus vastustaa kaikkia muutoksia sen läpi kulkevassa virran määrässä.

Ajattele vettä…

Yksi tapa visualisoida kelan toimintaa on kuvitella kapea kanava, jonka läpi virtaa vettä, ja raskas vesipyörä, jonka melat uppoavat kanavaan. Kuvittele, että kanavassa oleva vesi ei virtaa aluksi.

Yritä nyt saada vesi virtaamaan. Siipapyörä pyrkii estämään vettä virtaamasta, kunnes se on noussut vauhtiin veden kanssa. Jos yrität sitten pysäyttää veden virtauksen kanavassa, pyörivä vesipyörä yrittää pitää veden liikkeessä, kunnes sen pyörimisnopeus hidastuu takaisin veden nopeuteen. Induktori tekee saman asian elektronien virran kanssa johdossa - induktori vastustaa muutosta elektronien virtauksessa.

LUE LISÄÄ

Henries

Induktorin kapasiteettia ohjaa neljä tekijää:

Kelojen määrä – Enemmän keloja tarkoittaa enemmän induktanssia.

Materiaali, jonka ympärille kelat on kääritty (ydin)

Kelan poikkipinta-ala – Enemmän pinta-alaa tarkoittaa enemmän induktanssia.

Kelan pituus – Lyhyt kela tarkoittaa kapeampia (tai päällekkäisiä) keloja, mikä tarkoittaa enemmän induktanssia.

Raudan laittaminen induktorin ytimeen antaa sille paljon enemmän induktanssia kuin ilma tai mikä tahansa ei-magneettinen sydän.

Induktanssin standardiyksikkö on henry. Yhtälö induktorien henrien lukumäärän laskemiseksi on:

H = (4 * Pi * #Käännökset * #Käännökset * Kelan pinta-ala * mu) / (käämin pituus * 10 000 000)

Kelan pinta-ala ja pituus ovat metreinä. Termi mu on ytimen läpäisevyys. Ilman läpäisevyys on 1, kun taas teräksen läpäisevyys voi olla 2000.

Induktorisovellus: Liikennevaloanturit

Oletetaan, että otat lankakelan, jonka halkaisija on ehkä 6 jalkaa (2 metriä), joka sisältää viisi tai kuusi lankasilmukkaa. Leikkaat uria tielle ja asetat kelan uriin. Kiinnität kelaan induktanssimittarin ja katsot mikä kelan induktanssi on.

Nyt pysäköit auton kelan päälle ja tarkistat induktanssin uudelleen. Induktanssi on paljon suurempi, koska silmukan magneettikenttään on sijoitettu suuri teräskappale. Kelan päälle pysäköity auto toimii induktorin sydämenä ja sen läsnäolo muuttaa kelan induktanssia. Useimmat liikennevaloanturit käyttävät silmukkaa tällä tavalla. Anturi testaa jatkuvasti silmukan induktanssia tiellä, ja kun induktanssi nousee, se tietää, että auto odottaa!

Yleensä käytät paljon pienempää kelaa. Yksi suuri induktoreiden käyttötarkoitus on yhdistää ne kondensaattoreiden kanssa oskillaattorien luomiseksi. Katso lisätietoja oskillaattorien toiminnasta.