naujienos

Kaip veikia induktoriai

Autorius: Marshall Brain

induktorius

Vienas iš didžiausių induktorių panaudojimo būdų yra sujungti juos su kondensatoriais, kad būtų sukurti generatoriai. HUNTSTOCK / GETTY IMAGES

Induktorius yra toks pat paprastas, kokį gali gauti elektroninis komponentas – tai tiesiog vielos ritė. Tačiau paaiškėja, kad vielos ritė gali padaryti labai įdomių dalykų dėl ritės magnetinių savybių.

Šiame straipsnyje sužinosime viską apie induktorius ir kam jie naudojami.

Turinys

Induktoriaus pagrindai

Henries

Induktoriaus taikymas: šviesoforų jutikliai

Induktoriaus pagrindai

Grandinės schemoje induktorius parodytas taip:

Norint suprasti, kaip induktorius gali veikti grandinėje, naudingas šis paveikslas:

Čia matote akumuliatorių, lemputę, vielos ritę aplink geležies gabalą (geltoną) ir jungiklį. Vielos ritė yra induktorius. Jei perskaitėte Kaip veikia elektromagnetai, galite suprasti, kad induktorius yra elektromagnetas.

Jei išimtumėte induktorių iš šios grandinės, turėtumėte įprastą žibintuvėlį. Užveriate jungiklį ir lemputė užsidega. Su induktoriumi grandinėje, kaip parodyta, elgesys yra visiškai kitoks.

Lemputė yra rezistorius (atsparumas sukuria šilumą, kad lemputėje esantis siūlas švytėtų – išsamesnės informacijos žr. Kaip veikia lemputės). Ritėje esantis laidas turi daug mažesnę varžą (tai tik viela), todėl įjungus jungiklį galima tikėtis, kad lemputė šviečia labai silpnai. Didžioji srovės dalis turėtų eiti mažo pasipriešinimo keliu per kilpą. Vietoj to nutinka taip, kad uždarius jungiklį lemputė dega ryškiai, o tada pritemsta. Atidarius jungiklį, lemputė dega labai ryškiai ir greitai užgęsta.

Šio keisto elgesio priežastis yra induktorius. Kai srovė pirmą kartą pradeda tekėti ritėje, ritė nori sukurti magnetinį lauką. Kol laukas formuojasi, ritė slopina srovės tekėjimą. Kai laukas yra pastatytas, srovė gali normaliai tekėti per laidą. Kai jungiklis atidaromas, magnetinis laukas aplink ritę palaiko srovę ritėje, kol laukas subyrės. Ši srovė leidžia lemputę įjungti tam tikrą laiką, net jei jungiklis yra atidarytas. Kitaip tariant, induktorius gali kaupti energiją savo magnetiniame lauke, o induktorius yra linkęs priešintis bet kokiems per jį tekančios srovės kiekio pokyčiams.

Pagalvok apie vandenį…

Vienas iš būdų vizualizuoti induktoriaus veikimą yra įsivaizduoti siaurą kanalą, kuriuo teka vanduo, ir sunkų vandens ratą, kurio mentelės panardinamos į kanalą. Įsivaizduokite, kad iš pradžių vanduo kanale neteka.

Dabar pabandykite pradėti tekėti vandenį. Irklas bus linkęs neleisti vandeniui tekėti, kol jis nepadidės vandens greičiu. Jei tada bandysite sustabdyti vandens tekėjimą kanale, besisukantis vandens ratas stengsis išlaikyti vandens judėjimą tol, kol jo sukimosi greitis sulėtės iki vandens greičio. Induktorius daro tą patį su elektronų srautu laidu - induktorius priešinasi elektronų srauto pokyčiams.

SKAITYTI DAUGIAU

Henries

Induktoriaus pajėgumą valdo keturi veiksniai:

Ričių skaičius – daugiau ritių reiškia daugiau induktyvumo.

Medžiaga, aplink kurią yra apvyniotos ritės (šerdis)

Ritės skerspjūvio plotas – daugiau ploto reiškia daugiau induktyvumo.

Ritės ilgis – Trumpa ritė reiškia siauresnes (arba persidengiančias) rites, o tai reiškia daugiau induktyvumo.

Geležies įdėjimas į induktoriaus šerdį suteikia jam daug daugiau induktyvumo nei oro ar bet kurios nemagnetinės šerdies.

Standartinis induktyvumo vienetas yra henris. Induktoriaus henrių skaičiaus apskaičiavimo lygtis yra tokia:

H = (4 * Pi * # Posūkiai * # Posūkiai * Ritės plotas * Mu) / (ritės ilgis * 10 000 000)

Ritės plotas ir ilgis nurodyti metrais. Terminas mu yra šerdies pralaidumas. Oro pralaidumas yra 1, o plieno - 2000.

Induktoriaus taikymas: šviesoforų jutikliai

Tarkime, paimate 6 pėdų (2 metrų) skersmens vielos ritę, kurioje yra penkios ar šešios vielos kilpos. Išpjaunate keletą griovelių kelyje ir įdedate ritę į griovelius. Prie ritės pridedate induktyvumo matuoklį ir matote, kokia yra ritės induktyvumas.

Dabar pastatysite automobilį virš ritės ir dar kartą patikrinkite induktyvumą. Induktyvumas bus daug didesnis dėl didelio plieno objekto, esančio kilpos magnetiniame lauke. Virš ritės pastatytas automobilis veikia kaip induktoriaus šerdis, o jo buvimas keičia ritės induktyvumą. Dauguma šviesoforo jutiklių naudoja kilpą tokiu būdu. Jutiklis nuolat tikrina kilpos induktyvumą kelyje, o kai induktyvumas pakyla žino, kad laukia automobilis!

Paprastai jūs naudojate daug mažesnę ritę. Vienas iš didžiausių induktorių panaudojimo būdų yra sujungti juos su kondensatoriais, kad būtų sukurti generatoriai. Norėdami gauti daugiau informacijos, žr. Kaip veikia osciliatoriai.