ziņas

Kā darbojas induktori

Autors: Marshall Brain

induktors

Viens no lielākajiem induktoru izmantošanas veidiem ir to apvienošana ar kondensatoriem, lai izveidotu oscilatorus. HUNTSTOCK / GETTY IMAGES

Induktors ir tikpat vienkāršs, cik vien var būt elektroniska sastāvdaļa — tā ir vienkārši stieples spole. Tomēr izrādās, ka stieples spole var paveikt dažas ļoti interesantas lietas spoles magnētisko īpašību dēļ.

Šajā rakstā mēs uzzināsim visu par induktoriem un to izmantošanas mērķiem.

Saturs

Induktora pamati

Henrijs

Induktora pielietojums: luksoforu sensori

Induktora pamati

Shēmā induktors ir parādīts šādi:

Lai saprastu, kā induktors var darboties ķēdē, noder šis skaitlis:

Šeit redzams akumulators, spuldze, stieples spole ap dzelzs gabalu (dzeltens) un slēdzis. Stieples spole ir induktors. Ja esat izlasījis Kā darbojas elektromagnēti, jūs varētu atpazīt, ka induktors ir elektromagnēts.

Ja jūs izņemtu induktors no šīs ķēdes, jums būtu parasts lukturītis. Jūs aizverat slēdzi, un spuldze iedegas. Ja ķēdē ir induktors, kā parādīts attēlā, uzvedība ir pilnīgi atšķirīga.

Spuldze ir rezistors (pretestība rada siltumu, lai kvēldiegs spuldzē spīdētu — sīkāku informāciju skatiet sadaļā Kā darbojas spuldzes). Spolē esošajam vadam ir daudz mazāka pretestība (tas ir tikai vads), tāpēc, ieslēdzot slēdzi, jūs varētu sagaidīt, ka spuldze spīd ļoti vāji. Lielākajai daļai strāvas vajadzētu iet pa zemas pretestības ceļu caur cilpu. Tā vietā notiek tā, ka, aizverot slēdzi, spuldze deg spilgti un pēc tam kļūst blāvāka. Atverot slēdzi, spuldze deg ļoti spilgti un pēc tam ātri nodziest.

Šīs dīvainās uzvedības iemesls ir induktors. Kad strāva pirmo reizi sāk plūst spolē, spole vēlas izveidot magnētisko lauku. Kamēr lauks veidojas, spole kavē strāvas plūsmu. Kad lauks ir uzbūvēts, strāva var normāli plūst caur vadu. Kad slēdzis tiek atvērts, magnētiskais lauks ap spoli uztur strāvu spolē, līdz lauks sabrūk. Šī strāva saglabā spuldzi iedegtu kādu laiku, pat ja slēdzis ir atvērts. Citiem vārdiem sakot, induktors var uzglabāt enerģiju savā magnētiskajā laukā, un induktors mēdz pretoties jebkādām izmaiņām caur to plūstošajā strāvas daudzumā.

Padomā par ūdeni…

Viens no veidiem, kā vizualizēt induktora darbību, ir iedomāties šauru kanālu, caur kuru plūst ūdens, un smago ūdens ratu, kura lāpstiņas ir iegremdētas kanālā. Iedomājieties, ka ūdens kanālā sākotnēji neplūst.

Tagad jūs mēģināt sākt ūdens plūsmu. Lāpstiņa ritenis neļaus ūdenim plūst, līdz tas ir sasniedzis ātrumu ar ūdeni. Ja pēc tam mēģināsiet apturēt ūdens plūsmu kanālā, griežamais ūdens ritenis mēģinās noturēt ūdens kustību, līdz tā griešanās ātrums atkal samazināsies līdz ūdens ātrumam. Induktors dara to pašu ar elektronu plūsmu stieplē - induktors pretojas elektronu plūsmas izmaiņām.

LASĪT VAIRĀK

Henrijs

Induktora jaudu kontrolē četri faktori:

Spolu skaits – vairāk spoļu nozīmē lielāku induktivitāti.

Materiāls, ap kuru ir aptīts spoles (kodols)

Spoles šķērsgriezuma laukums – lielāks laukums nozīmē lielāku induktivitāti.

Spoles garums – Īsa spole nozīmē šaurākas (vai pārklājošas) spoles, kas nozīmē lielāku induktivitāti.

Dzelzs ievietošana induktora serdenī dod tai daudz lielāku induktivitāti nekā gaisam vai jebkuram nemagnētiskam kodolam.

Standarta induktivitātes mērvienība ir henrijs. Vienādojums henriju skaita aprēķināšanai induktīvā ir šāds:

H = (4 * Pi * #Pagriezieni * #Pagriezieni * spoles laukums * mu) / (spoles garums * 10 000 000)

Spoles laukums un garums ir metros. Termins mu ir kodola caurlaidība. Gaisa caurlaidība ir 1, savukārt tērauda caurlaidība var būt 2000.

Induktora pielietojums: luksoforu sensori

Pieņemsim, ka paņemat stieples spoli, kuras diametrs ir 6 pēdas (2 metri) un kurā ir piecas vai sešas stieples cilpas. Jūs izgriežat dažas rievas ceļā un ievietojat spoli rievās. Jūs pievienojat spolei induktivitātes mērītāju un redzat, kāda ir spoles induktivitāte.

Tagad jūs novietojat automašīnu virs spoles un vēlreiz pārbaudiet induktivitāti. Induktivitāte būs daudz lielāka, jo lielais tērauda objekts atrodas cilpas magnētiskajā laukā. Automašīna, kas novietota virs spoles, darbojas kā induktora kodols, un tā klātbūtne maina spoles induktivitāti. Lielākā daļa luksoforu sensoru izmanto cilpu šādā veidā. Sensors pastāvīgi pārbauda cilpas induktivitāti ceļā, un, kad induktivitāte palielinās, tas zina, ka gaida automašīna!

Parasti jūs izmantojat daudz mazāku spoli. Viens no lielākajiem induktoru izmantošanas veidiem ir to apvienošana ar kondensatoriem, lai izveidotu oscilatorus. Plašāku informāciju skatiet sadaļā Kā darbojas oscilatori.