Razumijevanje induktora i on radi

Prigušnica je jedna od glavnih pasivnih komponenti u elektronici. Osnovne pasivne komponente u elektronici su otpornici, kondenzatori i prigušnice. Prigušnice su usko povezane s kondenzatorima jer obojica koriste električno polje za pohranu energije, a obje su dvije terminalne pasivne komponente. Ali kondenzatori i prigušnice imaju različita konstrukcijska svojstva, ograničenja i upotrebu.

Induktor je dvije terminalne komponente koja pohranjuje energiju u svojim magnetskim poljima. Također se naziva zavojnicom ili prigušivačem. Blokira sve promjene u struji koja kroz njega prolazi.

Prigušnicu karakterizira vrijednost induktiviteta koja je omjer promjene napona (EMF) i struje unutar zavojnice. Jedinica induktivnosti je Henry. Ako se protok struje kroz prigušnicu promijeni brzinom od jednog ampera u sekundi i unutar zavojnice proizvede 1V EMF, tada će vrijednost induktivnosti biti 1 Henry.

U Elektronici se induktor s vrijednošću Henry rijetko koristi jer je to vrlo velika vrijednost u smislu primjene. Obično se u većini aplikacija koriste puno niže vrijednosti poput Milli Henry, Micro Henry ili Nano Henry.

Simbol	Vrijednost	Odnos s Henryjem
mH	Milli Henry	1/1000
uH	Mikro Henry	1/1000000
nH	Nano Henry	1/1000000000

Simbol prigušnice prikazana je u nastavku IMIDŽ

Simbol je prikaz upletenih žica, što znači da su žice izrađene da postanu zavojnica.

Izgradnja induktora

Induktori su oblikovani pomoću izoliranih bakrenih žica koje su dalje oblikovane kao zavojnica. Zavojnica može biti različitih oblika i veličina, a također može biti omotana različitim materijalima.

Induktivnost induktora vrlo je ovisna o više čimbenika, kao što su broj zavoja žice, razmak između zavoja, broj slojeva zavoja, vrsta materijala jezgre, njegova magnetska propusnost, veličina, oblik itd.

Velika je razlika između Idealnog induktora i stvarnih stvarnih prigušnica koje se koriste u elektroničkim sklopovima. Pravi induktor ne samo da ima induktivnost, već ima i kapacitet i otpor. Blisko omotane zavojnice stvaraju mjerljivu količinu zalutalog kapaciteta između zavoja zavojnice. Ovaj dodatni kapacitet, kao i otpor žice, mijenja visokofrekventno ponašanje induktora.

Prigušnice se koriste u gotovo svim elektroničkim proizvodima, a neke od "uradi sam" primjena prigušnice su:

• Detektor metala
• Arduino detektor metala
• FM odašiljač
• Oscilatori

Kako radi induktor?

Prije daljnje rasprave, važno je razumjeti razliku između dvije terminologije, Magnetskog polja i Magnetskog fluksa.

Tijekom strujanja struje kroz vodič stvara se magnetsko polje. Te su dvije stvari linearno proporcionalne. Stoga, ako je struja povećana, pa će se i magnetsko polje povećati. Ovo magnetsko polje mjeri se u SI jedinici, Tesli (T). Sada, ono što je magnetski tok ? Pa, to je mjerenje ili količina magnetskog polja koje prolazi kroz određeno područje. Magnetic Flux također ima jedinicu u SI standardu, to je Weber.

Dakle, od sada postoji magnetsko polje na induktorima, koje stvara struja koja prolazi kroz njega.

Da bismo dalje razumjeli, potrebno je razumijevanje Faradayevog zakona induktivnosti. Prema Faradayevom zakonu induktivnosti, generirani EMF proporcionalan je brzini promjene magnetskog toka.

VL = N (dΦ / dt)

Gdje je N broj zavoja, a Φ količina fluksa.

Izgradnja induktora

Jedna generička, standardna konstrukcija i rad induktora može se prikazati kao bakrena žica čvrsto omotana jezgrom materijala. Na donjoj je slici bakrena žica tijesno omotana preko materijala jezgre, što je čini dvostranom pasivnom induktivnošću.

Kada struja prolazi kroz žicu, elektromagnetsko polje će se razviti preko vodiča i elektromotorna sila ili EMF će generirati ovisno o brzini promjene magnetskog toka. Dakle, veza fluksa bit će Nɸ.

Induktivitet rana zavojnice prigušnice u tvar jezgre se kaže da je

μN ² A / L

gdje je N broj zavoja

A je površina presjeka materijala jezgre

L je duljina zavojnice

µ propusnost materijala jezgre koja je konstanta.

Formula generiranog povratnog EMF je

Vemf (L) = -L (di / dt)

U strujnom krugu, ako je na induktor induciran izvor napona pomoću prekidača. Ovaj prekidač može biti bilo što poput tranzistora, MOSFET-a ili bilo koje vrste tipičnog prekidača koji će osigurati izvor napona na induktoru.

Postoje dvije države sklopa.

Kad je prekidač otvoren, u induktoru se neće pojaviti struja, kao i brzina promjene struje jednaka nuli. Dakle, EMF je također nula.

Kada je sklopka zatvorena, struja od izvora napona do prigušnice počinje rasti sve dok protok struje ne dosegne maksimalnu ustaljenu vrijednost. U to vrijeme struja kroz induktor raste, a brzina promjene struje ovisi o vrijednosti induktiviteta. Prema Faradayevom zakonu, prigušnica generira natrag EMF koji ostaje dok istosmjerni tok ne dođe u stabilno stanje. Tijekom ustaljenog stanja nema zavojnice i struja jednostavno prolazi kroz zavojnicu.

Za to vrijeme idealna induktivnost djelovat će kao kratki spoj jer nema otpor, ali u praktičnoj situaciji struja struje kroz zavojnicu i zavojnica ima otpor kao i kapacitet.

U drugom stanju kada se prekidač ponovo zatvori, struja induktora brzo opada i opet dolazi do promjene struje što dalje dovodi do stvaranja EMF-a.

Struja i napon u induktoru

Gornji graf prikazuje stanje prekidača, struju induktora i inducirani napon u vremenskoj konstanti.

Snaga kroz prigušnicu može se izračunati koristeći zakon snage Ohma gdje je P = napon x struja. Stoga je u takvom slučaju napon –L (di / dt), a struja i. Dakle, snaga u induktoru može se izračunati pomoću ove formule

P _L = L (di / dt) i

Ali tijekom ustaljenog stanja pravi induktor djeluje samo poput otpora. Dakle, snaga se može izračunati kao

P = V ² R

Također je moguće izračunati pohranjenu energiju u induktoru. Induktor pohranjuje energiju pomoću magnetskog polja. Energija pohranjena u induktoru može se izračunati pomoću ove formule -

W (t) = Li ² (t) / 2

Dostupne su različite vrste induktora s obzirom na njihovu konstrukciju i veličinu. Građevinski induktori mogu se oblikovati u zračnoj jezgri, feritnoj jezgri, željeznoj jezgri itd. I u obliku oblika postoje različiti tipovi induktora, poput bubanj jezgre, tipa prigušnice, tipa transformatora itd.

Primjene induktora

Induktori se koriste u širokom području primjene.

1. U RF primjeni.
2. SMPS i napajanja.
3. U transformatoru.
4. Prenaponska zaštita za ograničavanje udarne struje.
5. Unutar mehaničkih releja itd.