ştiri

Cum funcționează inductorii

De: Marshall Brain

inductor

O mare utilizare a inductoarelor este de a le asocia cu condensatoare pentru a crea oscilatoare. IMAGINI HUNTSTOCK / GETTY

Un inductor este la fel de simplu pe cât poate fi o componentă electronică - este pur și simplu o bobină de sârmă. Se dovedește, totuși, că o bobină de sârmă poate face niște lucruri foarte interesante din cauza proprietăților magnetice ale unei bobine.

În acest articol, vom afla totul despre inductori și pentru ce sunt folosite.

Cuprins

Bazele inductorului

Henries

Aplicație inductor: Senzori de semafor

Bazele inductorului

Într-o diagramă de circuit, un inductor este prezentat astfel:

Pentru a înțelege cum poate funcționa un inductor într-un circuit, această figură este utilă:

Ceea ce vedeți aici este o baterie, un bec, o bobină de sârmă în jurul unei bucăți de fier (galben) și un întrerupător. Bobina de sârmă este un inductor. Dacă ați citit Cum funcționează electromagneții, s-ar putea să recunoașteți că inductorul este un electromagnet.

Dacă ar fi să scoți inductorul din acest circuit, ceea ce ai avea este o lanternă normală. Închideți întrerupătorul și becul se aprinde. Cu inductorul în circuit așa cum se arată, comportamentul este complet diferit.

Becul este un rezistor (rezistența creează căldură pentru a face filamentul din bec să strălucească - consultați Cum funcționează becurile pentru detalii). Firul din bobină are o rezistență mult mai mică (este doar fir), așa că la ce te-ai aștepta atunci când pornești întrerupătorul este ca becul să strălucească foarte slab. Majoritatea curentului ar trebui să urmeze calea cu rezistență scăzută prin buclă. Ce se întâmplă în schimb este că atunci când închideți întrerupătorul, becul arde puternic și apoi devine mai slab. Când deschideți întrerupătorul, becul arde foarte puternic și apoi se stinge rapid.

Motivul acestui comportament ciudat este inductorul. Când curentul începe să curgă pentru prima dată în bobină, bobina dorește să creeze un câmp magnetic. În timp ce câmpul se construiește, bobina inhibă fluxul de curent. Odată ce câmpul este construit, curentul poate curge normal prin fir. Când comutatorul este deschis, câmpul magnetic din jurul bobinei menține curentul să curgă în bobină până când câmpul se prăbușește. Acest curent menține becul aprins pentru o perioadă de timp, chiar dacă întrerupătorul este deschis. Cu alte cuvinte, un inductor poate stoca energie în câmpul său magnetic, iar un inductor tinde să reziste oricărei modificări a cantității de curent care circulă prin el.

Gândește-te la apă...

O modalitate de a vizualiza acțiunea unui inductor este să vă imaginați un canal îngust cu apă care curge prin el și o roată grea de apă care are paletele care se scufundă în canal. Imaginați-vă că inițial apa din canal nu curge.

Acum încercați să începeți să curgă apa. Roata cu zbaturi va tinde să împiedice curgerea apei până când ajunge la viteza apei. Dacă apoi încercați să opriți curgerea apei în canal, roata de apă care se învârte va încerca să mențină apa în mișcare până când viteza de rotație încetinește înapoi la viteza apei. Un inductor face același lucru cu fluxul de electroni într-un fir - un inductor rezistă la o modificare a fluxului de electroni.

CITEŞTE MAI MULT

Henries

Capacitatea unui inductor este controlată de patru factori:

Numărul de bobine – Mai multe bobine înseamnă mai multă inductanță.

Materialul în jurul căruia sunt înfășurate bobinele (miezul)

Aria secțiunii transversale a bobinei – Mai multă zonă înseamnă mai multă inductanță.

Lungimea bobinei – O bobină scurtă înseamnă bobine mai înguste (sau suprapuse), ceea ce înseamnă mai multă inductanță.

Punerea fierului în miezul unui inductor îi oferă mult mai multă inductanță decât ar face aerul sau orice miez nemagnetic.

Unitatea standard de inductanță este Henry. Ecuația pentru calcularea numărului de henri dintr-un inductor este:

H = (4 * Pi * #Turns * #Turns * Aria bobinei * mu) / (Lungimea bobinei * 10.000.000)

Aria și lungimea bobinei sunt în metri. Termenul mu este permeabilitatea miezului. Aerul are o permeabilitate de 1, în timp ce oțelul poate avea o permeabilitate de 2.000.

Aplicație inductor: Senzori de semafor

Să presupunem că luați o bobină de sârmă de 2 metri (6 picioare) în diametru, care conține cinci sau șase bucle de sârmă. Tai niște caneluri într-un drum și așezi bobina în caneluri. Atașați un contor de inductanță la bobină și vedeți care este inductanța bobinei.

Acum parcați o mașină peste bobină și verificați din nou inductanța. Inductanța va fi mult mai mare din cauza obiectului mare de oțel poziționat în câmpul magnetic al buclei. Mașina parcată deasupra bobinei acționează ca miezul inductorului, iar prezența acesteia modifică inductanța bobinei. Majoritatea senzorilor de semafor folosesc bucla în acest fel. Senzorul testează constant inductanța buclei din drum, iar când inductanța crește, știe că este o mașină în așteptare!

De obicei folosești o bobină mult mai mică. O mare utilizare a inductoarelor este de a le asocia cu condensatoare pentru a crea oscilatoare. Consultați Cum funcționează oscilatorii pentru detalii.