новини

Как работят индукторите

От: Маршал Брейн

индуктор

Една голяма употреба на индуктори е да ги комбинирате с кондензатори, за да създадете осцилатори. HUNTSTOCK / GETTY IMAGES

Индукторът е толкова прост, колкото електронният компонент може да бъде - той е просто намотка от тел. Оказва се обаче, че намотка от тел може да направи някои много интересни неща поради магнитните свойства на намотката.

В тази статия ще научим всичко за индукторите и за какво се използват.

Съдържание

Основи на индуктора

Хенрис

Приложение на индуктора: Сензори за светофари

Основи на индуктора

На електрическа схема индукторът е показан по следния начин:

За да разберете как един индуктор може да работи във верига, тази фигура е полезна:

Това, което виждате тук, е батерия, електрическа крушка, намотка от тел около парче желязо (жълто) и превключвател. Намотката от тел е индуктор. Ако сте чели Как работят електромагнитите, може да разберете, че индукторът е електромагнит.

Ако извадите индуктора от тази верига, това, което ще имате, е нормално фенерче. Затваряш ключа и крушката светва. С индуктора във веригата, както е показано, поведението е напълно различно.

Електрическата крушка е резистор (съпротивлението създава топлина, за да накара нишката в крушката да свети - вижте Как работят крушките за подробности). Жицата в бобината има много по-ниско съпротивление (това е просто жица), така че това, което бихте очаквали, когато включите превключвателя, е крушката да свети много слабо. По-голямата част от тока трябва да следва пътя с ниско съпротивление през веригата. Това, което се случва вместо това, е, че когато затворите превключвателя, крушката свети ярко и след това става по-слаба. Когато отворите ключа, крушката свети много ярко и след това бързо изгасва.

Причината за това странно поведение е индукторът. Когато токът за първи път започне да тече в намотката, намотката иска да изгради магнитно поле. Докато полето се изгражда, намотката възпрепятства протичането на ток. След като полето е изградено, токът може да тече нормално през проводника. Когато превключвателят се отвори, магнитното поле около намотката поддържа тока, протичащ в намотката, докато полето се срути. Този ток поддържа крушката запалена за определен период от време, въпреки че ключът е отворен. С други думи, индукторът може да съхранява енергия в своето магнитно поле и индукторът има тенденция да устои на всяка промяна в количеството ток, протичащ през него.

Помислете за водата...

Един от начините да визуализирате действието на индуктор е да си представите тесен канал с вода, течаща през него, и тежко водно колело, чиито лопатки се потапят в канала. Представете си, че водата в канала първоначално не тече.

Сега се опитвате да пуснете водата да тече. Лобовото колело ще се стреми да попречи на водата да тече, докато достигне скоростта на водата. Ако след това се опитате да спрете потока на водата в канала, въртящото се водно колело ще се опита да поддържа движението на водата, докато скоростта му на въртене се забави обратно до скоростта на водата. Индукторът прави същото с потока от електрони в проводник - индукторът се противопоставя на промяната в потока от електрони.

ПРОЧЕТЕТЕ ПОВЕЧЕ

Хенрис

Капацитетът на индуктора се контролира от четири фактора:

Броят на намотките – повече намотки означава повече индуктивност.

Материалът, около който са увити намотките (сърцевината)

Площта на напречното сечение на бобината – По-голямата площ означава повече индуктивност.

Дължината на намотката – Късата намотка означава по-тесни (или припокриващи се) намотки, което означава повече индуктивност.

Поставянето на желязо в сърцевината на индуктор му дава много по-голяма индуктивност, отколкото въздухът или всяко немагнитно ядро.

Стандартната единица за индуктивност е хенри. Уравнението за изчисляване на броя на хенри в индуктор е:

H = (4 * Pi * #навивки * #навивки * площ на намотката * mu) / (дължина на намотката * 10 000 000)

Площта и дължината на намотката са в метри. Терминът mu е пропускливостта на ядрото. Въздухът има пропускливост 1, докато стоманата може да има пропускливост 2000.

Приложение на индуктора: Сензори за светофари

Да приемем, че вземете намотка от тел с диаметър около 6 фута (2 метра), съдържаща пет или шест бримки тел. Изрязвате няколко канала в пътя и поставяте бобината в жлебовете. Прикрепяте индуктометър към бобината и виждате каква е индуктивността на бобината.

Сега паркирате кола над бобината и проверявате отново индуктивността. Индуктивността ще бъде много по-голяма поради големия стоманен обект, разположен в магнитното поле на веригата. Автомобилът, паркиран над бобината, действа като сърцевината на индуктора и нейното присъствие променя индуктивността на бобината. Повечето сензори за светофари използват веригата по този начин. Сензорът постоянно тества индуктивността на веригата на пътя и когато индуктивността се повиши, той знае, че има чакаща кола!

Обикновено използвате много по-малка бобина. Една голяма употреба на индукторите е да ги комбинирате с кондензатори, за да създадете осцилатори. Вижте как работят осцилаторите за подробности.