hír

Hogyan működnek az induktorok

Szerző: Marshall Brain

induktor

Az induktorok egyik nagy felhasználási módja az, hogy kondenzátorokkal egyesítik őket oszcillátorok létrehozásához. HUNTSTOCK / GETTY IMAGES

Az induktor körülbelül olyan egyszerű, mint egy elektronikus alkatrész – ez egyszerűen egy huzaltekercs. Kiderült azonban, hogy egy huzaltekercs nagyon érdekes dolgokra képes a tekercs mágneses tulajdonságai miatt.

Ebben a cikkben mindent megtudunk az induktorokról és arról, hogy mire használják őket.

Tartalom

Induktor alapjai

Henries

Induktor Alkalmazás: Közlekedési lámpa érzékelők

Induktor alapjai

A kapcsolási rajzon az induktor a következőképpen jelenik meg:

Az alábbi ábra segít megérteni, hogyan működhet az induktor egy áramkörben:

Amit itt látsz, az egy akkumulátor, egy villanykörte, egy huzaltekercs egy vasdarab körül (sárga) és egy kapcsoló. A huzaltekercs egy induktor. Ha elolvasta az Elektromágnesek működése című részt, felismerheti, hogy az induktor elektromágnes.

Ha kivennéd az induktort ebből az áramkörből, akkor egy normál zseblámpád lenne. Bezárod a kapcsolót és az izzó világít. Ha az induktor az áramkörben látható, a viselkedés teljesen más.

Az izzó egy ellenállás (az ellenállás hőt hoz létre, hogy az izzó izzószála világítson – a részletekért lásd: Hogyan működnek az izzók). A tekercsben lévő vezetéknek sokkal kisebb az ellenállása (ez csak huzal), így a kapcsoló bekapcsolásakor az az izzó, ami nagyon halványan világít. Az áram nagy részének az alacsony ellenállású utat kell követnie a hurkon keresztül. Ehelyett az történik, hogy a kapcsoló bezárásakor az izzó fényesen ég, majd halványodik. Amikor kinyitja a kapcsolót, az izzó nagyon erősen ég, majd gyorsan kialszik.

Ennek a furcsa viselkedésnek az oka az induktor. Amikor az áram először elkezd folyni a tekercsben, a tekercs mágneses teret akar felépíteni. Amíg a mező épül, a tekercs gátolja az áram áramlását. Ha a mező megépült, az áram normálisan tud átfolyni a vezetéken. Amikor a kapcsolót kinyitják, a tekercs körüli mágneses tér áramot tart a tekercsben, amíg a mező össze nem esik. Ez az áram egy ideig égve tartja az izzót, még akkor is, ha a kapcsoló nyitva van. Más szavakkal, az induktor képes energiát tárolni a mágneses mezőjében, és az induktor hajlamos ellenállni a rajta átfolyó áram mennyiségének bármilyen változásának.

Gondolj a vízre…

Az egyik módja annak, hogy elképzeljük az induktor működését, ha elképzelünk egy keskeny csatornát, amelyen víz folyik át, és egy nehéz vízikereket, amelynek lapátjai belemerülnek a csatornába. Képzelje el, hogy a víz a csatornában kezdetben nem folyik.

Most megpróbálja elindítani a víz áramlását. A lapátkerék hajlamos arra, hogy megakadályozza a víz áramlását, amíg fel nem gyorsul a vízzel. Ha ezután megpróbálja megállítani a víz áramlását a csatornában, a forgó vízikerék megpróbálja mozgásban tartani a vizet, amíg a forgási sebessége vissza nem lassul a víz sebességére. Az induktor ugyanezt teszi a vezetékben lévő elektronok áramlásával – az induktor ellenáll az elektronáramlás változásának.

OLVASS TOVÁBB

Henries

Az induktor kapacitását négy tényező szabályozza:

A tekercsek száma – Több tekercs nagyobb induktivitást jelent.

Az anyag, amelyre a tekercseket körbetekerték (a mag)

A tekercs keresztmetszete – A nagyobb terület nagyobb induktivitást jelent.

A tekercs hossza – A rövid tekercs keskenyebb (vagy átlapoló) tekercset jelent, ami nagyobb induktivitást jelent.

Ha vasat helyezünk az induktor magjába, az sokkal nagyobb induktivitást eredményez, mint a levegő vagy bármely nem mágneses mag.

Az induktivitás standard mértékegysége a henry. Az induktorban lévő henryek számának kiszámítására szolgáló egyenlet:

H = (4 * Pi * # fordulatok * # fordulatok * tekercs területe * mu) / (tekercs hossza * 10 000 000)

A tekercs területe és hossza méterben értendő. A mu kifejezés a mag permeabilitását jelenti. A levegő áteresztőképessége 1, az acélé pedig 2000.

Induktor Alkalmazás: Közlekedési lámpa érzékelők

Tegyük fel, hogy vesz egy 6 láb (2 méter) átmérőjű huzaltekercset, amely öt vagy hat huzalhurkot tartalmaz. Vágsz néhány hornyot egy úton, és a tekercset a hornyokba helyezed. Csatlakoztatsz egy induktivitásmérőt a tekercshez, és megnézed, mekkora a tekercs induktivitása.

Most leparkol egy autót a tekercs fölé, és újra ellenőrzi az induktivitást. Az induktivitás sokkal nagyobb lesz a hurok mágneses mezőjében elhelyezett nagy acéltárgy miatt. A tekercs fölött parkoló autó úgy működik, mint az induktor magja, és jelenléte megváltoztatja a tekercs induktivitását. A legtöbb közlekedési lámpa szenzor ilyen módon használja a hurkot. Az érzékelő folyamatosan teszteli a hurok induktivitását az úton, és amikor az induktivitás megemelkedik, akkor tudja, hogy egy autó vár!

Általában sokkal kisebb tekercset használsz. Az induktorok egyik nagy felhasználási módja az, hogy kondenzátorokkal egyesítik őket oszcillátorok létrehozásához. A részletekért lásd az oszcillátorok működését.