Kako radi induktor?

Induktor nije ništa više od izolirane žice čvrsto omotane oko magnetske jezgre. Jezgra može biti feromagnetski materijal ili plastika, ili u nekim slučajevima šuplja (zrak). To se oslanja na princip da se magnetski tok razvija oko vodiča kroz koji prolazi struja. Ako poznajete kondenzatore, bit ćete upoznati s činjenicom da kondenzatori pohranjuju energiju pohranjujući jednake i suprotne naboje u svoje ploče. Slično, induktor pohranjuje energiju u obliku magnetskog polja koje se razvija oko njega. Induktori različito reagiraju na AC i DC. Ali prije nego što se zadubimo u "kako rade induktori". Pogledajmo njegovu strukturu i karakteristike.

Struktura induktora:

Induktore je vrlo jednostavno izraditi od svih ostalih komponenti koje se koriste u elektronici. Ovo je vodič za izradu jednostavnog induktora. Za omotavanje zavojnice potrebni su samo izolacijska žica i materijal magnetske jezgre. Magnetska jezgra nije ništa više od materijala oko kojeg su omotane žice, kao što je prikazano na gornjoj slici. Postoje različite vrste induktora ovisno o korištenom materijalu jezgre. Neki uobičajeni materijali za jezgru koji se koriste su željezo, željezni magneti, itd. Osim vrste materijala jezgre, također dolazi u različitim veličinama i oblicima, uključujući cilindar, šipku, torode i lim. Nasuprot tome, postoje induktori bez fizičke magnetske jezgre. Zovu se šuplji induktori ili šuplji induktori. Magnetska jezgra ima važnu ulogu u promjeni induktiviteta induktora.

Kako radi induktor

Počnimo s izjavom činjenice da će "magnetski tok biti proizveden na vodiču kroz koji teče struja." Slično, kada električna struja prolazi kroz induktor, stvara magnetski tok oko njega. Drugim riječima, energija primijenjena na induktor pohranjuje se u obliku magnetskog toka. Magnetski tok će se razvijati u suprotnom smjeru od toka struje. Induktor je stoga otporan na nagle promjene struje koja kroz njega teče. Ova sposobnost induktora naziva se induktivitet, a svaki induktor će imati određeni induktivitet. To je dano simbolom L i u jedinicama Henry.

Induktivitet induktora ovisi o obliku zavojnice, broju zavoja namota magnetske jezgre, površini magnetske jezgre i propusnosti materijala magnetske jezgre. Induktivitet induktora dan je sljedećom formulom

L = μN2A/L

L - Induktivitet zavojnice

μ - Propusnost materijala jezgre

A - Površina svitka (m2)

N - Broj zavoja u svitku

l - Prosječna duljina zavojnice (m)

Induktori u krugovima izmjenične struje:

Kao što je ranije spomenuto, induktori djeluju drugačije od izvora AC nego DC signala. Kada se AC signal primijeni na induktor, on stvara magnetsko polje koje se mijenja s vremenom jer struja koja proizvodi magnetsko polje sama varira s vremenom. Prema Faradayevom zakonu, ova pojava stvara samoinduktivni napon na induktoru. Samoinducirani napon se izražava sa VL. Zapravo, naponi generirani na oba kraja induktora djeluju u suprotnom smjeru od struja koje im se odupiru. Napon na oba kraja induktora dan je sljedećom formulom

VL =L di / dt

VL - Samoinducirani napon

di/dt - Promjena struje u odnosu na vrijeme

Ako struja od 1 ampera teče kroz Henryjev induktor u odnosu na 1 sekundu, ona će se generirati na induktoru

"v. Sada možete vidjeti kako struja koja teče kroz induktor utječe na napon generiran na oba kraja. Rezultirajući napon je suprotan od struje koja teče kroz induktor.

VI karakteristike induktora:

Pogledajmo VI karakterističnu krivulju induktora kako bismo bolje razumjeli gornje koncepte. Kako pozitivni ciklus izmjeničnog signala prolazi kroz induktor, struja se povećava. Znamo da induktor mrzi promjene struje, pa proizvodi inducirani napon protiv struje koja ih uzrokuje. To možete promatrati na 0 stupnjeva na gornjoj slici, gdje će inducirani napon biti maksimalan kada struja počne rasti. Nakon što struja dosegne svoj maksimum, inducirani napon postaje negativan u pokušaju da spriječi smanjenje struje.

Ovaj ciklus se ponavlja, a iz gornje slike možemo vidjeti da će inducirani napon generiran u induktoru djelovati na promjenjivu struju koja teče kroz njega. Ovdje se kaže da su napon i struja izvan faze za 90 stupnjeva. Dakle, kroz signale izmjenične struje, induktor pohranjuje i oslobađa energiju u obliku magnetskog polja u kontinuiranom ciklusu.

Induktori u krugu istosmjerne struje:

Sada razumijemo kako induktori rade s izvorima AC signala. Pogledajmo kako reagira kada se koristi s izvorom istosmjernog signala. Podsjetimo se da je formula za inducirani napon na oba kraja induktora dana sljedećom formulom

VL =L di / dt

Kada se koristi izvor istosmjernog signala, promjena struje u odnosu na vrijeme bit će nula, što će rezultirati nultim induciranim naponom na oba kraja induktora. Jednostavno rečeno, u krugu istosmjerne struje, induktor se ponaša kao obična obična žica, a njegova žica stvara određeni otpor. Međutim, postoji više kada se koristi induktor s izvorom istosmjernog signala u stvarnom krugu. U stvarnom krugu, struji je potrebno vrlo kratko vrijeme da dostigne svoj maksimum od nule. U ovom trenutku postojat će inducirani napon na oba kraja induktora, koji će biti negativan maksimum kada se struja počne kretati od nule do svog maksimuma. Jednom kad struja dosegne stabilno istosmjerno stanje, inducirani napon naglo pada na nulu i postaje zastario. Kada se koristi s izvorom istosmjernog signala, induktor će pokazivati ​​takve kratkotrajne inducirane skokove napona.

Induktivna reaktancija:

Još jedna važna stvar koju treba znati o induktorima je reaktancija. Ovo je karakteristika otpora komponenata kao što su kondenzatori i induktori na izmjenične električne signale. Reaktancija koju pokazuje induktor naziva se induktivna reaktancija i daje se formulom

XL=2πFL

Iz formule se može zaključiti da reaktancija raste kako se povećava frekvencija izmjeničnog signala, imajući na umu da induktor mrzi promjenjive struje, pa pokazuje veću reaktanciju na visokofrekventne signale. Kada je frekvencija blizu nule ili kada istosmjerni signal prolazi, reaktancija postaje nula, baš kao i vodič kroz koji prolazi ulazni signal.