vijesti

Kako rade induktori

Autor: Marshall Brain

induktor

Jedna velika upotreba induktora je njihovo udruživanje s kondenzatorima za stvaranje oscilatora. HUNTSTOCK / GETTY IMAGES

Induktor je otprilike onoliko jednostavan koliko elektronska komponenta može dobiti - to je jednostavno namotaj žice. Ispostavilo se, međutim, da zavojnica žice može učiniti neke vrlo zanimljive stvari zbog magnetskih svojstava zavojnice.

U ovom članku ćemo naučiti sve o induktorima i za što se koriste.

Sadržaj

Osnove induktora

Henries

Primjena induktora: Senzori semafora

Osnove induktora

U dijagramu strujnog kola, induktor je prikazan ovako:

Da biste razumjeli kako induktor može raditi u kolu, ova slika je od pomoći:

Ono što vidite ovdje je baterija, sijalica, zavojnica žice oko komada željeza (žuta) i prekidač. Zavojnica žice je induktor. Ako ste pročitali kako elektromagneti rade, možda ćete prepoznati da je induktor elektromagnet.

Ako biste izvadili induktor iz ovog kola, dobili biste normalnu baterijsku lampu. Zatvorite prekidač i sijalica se upali. Sa induktorom u kolu kao što je prikazano, ponašanje je potpuno drugačije.

Sijalica je otpornik (otpor stvara toplotu da bi žarulja u sijalici zasjala — pogledajte Kako sijalice rade za detalje). Žica u zavojnici ima mnogo manji otpor (to je samo žica), tako da ono što biste očekivali kada uključite prekidač je da sijalica svijetli vrlo slabo. Većina struje bi trebala pratiti put niskog otpora kroz petlju. Umjesto toga, kada zatvorite prekidač, sijalica gori, a zatim postaje slabija. Kada otvorite prekidač, sijalica gori vrlo jako, a zatim se brzo gasi.

Razlog za ovo čudno ponašanje je induktor. Kada struja prvi put počne da teče u zavojnici, zavojnica želi da izgradi magnetno polje. Dok se polje gradi, zavojnica inhibira protok struje. Jednom kada je polje izgrađeno, struja može normalno teći kroz žicu. Kada se prekidač otvori, magnetsko polje oko zavojnice održava struju koja teče u zavojnici sve dok polje ne kolabira. Ova struja održava sijalicu upaljenom neko vrijeme iako je prekidač otvoren. Drugim riječima, induktor može skladištiti energiju u svom magnetskom polju, a induktor ima tendenciju da se odupre bilo kojoj promjeni u količini struje koja teče kroz njega.

Razmislite o vodi…

Jedan od načina da se vizualizira djelovanje induktora je zamisliti uski kanal kroz koji teče voda i točak teške vode čiji lopatice zaranjaju u kanal. Zamislite da voda u kanalu u početku ne teče.

Sada pokušajte da pokrenete vodu. Točak s lopaticama će nastojati spriječiti da voda teče sve dok ne dođe do brzine s vodom. Ako zatim pokušate zaustaviti protok vode u kanalu, vodeni točak koji se okreće pokušat će zadržati vodu u pokretu sve dok se njegova brzina rotacije ne uspori na brzinu vode. Induktor radi istu stvar sa protokom elektrona u žici - induktor se opire promjeni protoka elektrona.

PROČITAJTE VIŠE

Henries

Kapacitet induktora kontrolišu četiri faktora:

Broj zavojnica – Više zavojnica znači više induktivnosti.

Materijal oko kojeg su zavojnice omotane (jezgro)

Površina poprečnog presjeka zavojnice – Veća površina znači veću induktivnost.

Dužina zavojnice – Kratka zavojnica znači uže (ili preklapajuće) zavojnice, što znači veću induktivnost.

Stavljanje gvožđa u jezgro induktora daje mu mnogo veću induktivnost nego vazduh ili bilo koje nemagnetno jezgro.

Standardna jedinica induktivnosti je henry. Jednačina za izračunavanje broja henrija u induktoru je:

H = (4 * Pi * #Obrti * #Okreti * Površina zavojnice * mu) / (Dužina zavojnice * 10.000.000)

Površina i dužina zavojnice su u metrima. Termin mu je propusnost jezgra. Propustljivost zraka je 1, dok čelik može imati propusnost od 2.000.

Primjena induktora: Senzori semafora

Recimo da uzmete namotaj žice prečnika možda 6 stopa (2 metra), koji sadrži pet ili šest petlji žice. Izrežite neke žljebove na putu i postavite zavojnicu u žljebove. Pričvrstite mjerač induktivnosti na zavojnicu i vidite kolika je induktivnost zavojnice.

Sada parkirate auto preko zavojnice i ponovo provjerite induktivnost. Induktivnost će biti mnogo veća zbog velikog čeličnog objekta koji se nalazi u magnetnom polju petlje. Automobil parkiran iznad zavojnice djeluje kao jezgro induktora, a njegovo prisustvo mijenja induktivnost zavojnice. Većina senzora semafora koristi petlju na ovaj način. Senzor stalno testira induktivnost petlje na putu, a kada induktivnost poraste zna da čeka auto!

Obično koristite mnogo manju zavojnicu. Jedna velika upotreba induktora je udružiti ih s kondenzatorima za stvaranje oscilatora. Pogledajte kako oscilatori rade za detalje.