Pochopenie tlmivky a funguje to

Induktor je jednou z hlavných pasívnych súčiastok v elektronike. Základné pasívne komponenty v elektronike sú rezistory, kondenzátory a tlmivky. Induktory sú úzko spojené s kondenzátormi, pretože oba používajú na ukladanie energie elektrické pole a obidva sú dvoma koncovými pasívnymi komponentmi. Kondenzátory a induktory majú odlišné konštrukčné vlastnosti, obmedzenia a použitie.

Induktor je dvojpólový komponent, ktorý uchováva energiu vo svojich magnetických poliach. Tiež sa označuje ako cievka alebo tlmivka. Blokuje všetky zmeny prúdu, ktorý cez ne preteká.

Induktor je charakterizovaný hodnotou indukčnosti, ktorá je pomerom napätia (EMF) a zmeny prúdu vo vnútri cievky. Jednotka indukčnosti je Henry. Ak sa prúdový prúd induktorom zmení rýchlosťou jedného ampéra za sekundu a vo vnútri cievky sa vytvorí 1V EMF, potom bude hodnota indukčnosti 1 Henry.

V elektronike sa induktor s hodnotou Henryho zriedka používa, pretože je to z hľadiska aplikácie veľmi vysoká hodnota. Spravidla sa vo väčšine aplikácií používajú oveľa nižšie hodnoty ako Milli Henry, Micro Henry alebo Nano Henry.

Symbol	Hodnota	Vzťah s Henrym
mH	Milli Henry	1/1000
uH	Micro Henry	1/1000000
nH	Nano Henry	1/1000000000

Symbol induktora je znázornený na nižšie image-

Symbol je znázornením krútených drôtov, čo znamená, že drôty sú konštruované tak, aby sa z nich stala cievka.

Konštrukcia induktora

Induktory sú tvorené izolovanými medenými drôtmi, ktoré sú ďalej tvorené ako cievka. Cievka môže mať rôzne tvary a veľkosti a môže byť tiež zabalená z iného typu materiálov.

Indukčnosť induktora je vysoko závislá od viacerých faktorov, ako je počet závitov drôtu, vzdialenosť medzi závitmi, počet vrstiev závitov, typ materiálov jadra, jeho magnetická priepustnosť, veľkosť, tvar atď.

Medzi ideálnym induktorom a skutočnými induktormi používanými v elektronických obvodoch je obrovský rozdiel. Skutočný induktor má nielen indukčnosť, ale má aj kapacitu a odpor. Tesne zabalené cievky vytvárajú merateľné množstvo rozptýlenej kapacity medzi závitmi cievky. Táto ďalšia kapacita, rovnako ako odpor drôtu, mení vysokofrekvenčné správanie induktora.

Induktory sa používajú takmer vo všetkých elektronických výrobkoch, niektoré indukčné indukčné aplikácie sú:

• Detektor kovov
• Arduino detektor kovov
• FM vysielač
• Oscilátory

Ako funguje induktor?

Pred ďalšou diskusiou je dôležité pochopiť rozdiel medzi dvoma terminológiami, magnetickým poľom a magnetickým tokom.

Počas prúdenia prúdom vodičom sa generuje magnetické pole. Tieto dve veci sú lineárne proporcionálne. Ak sa teda zvýši prúd, zvýši sa aj magnetické pole. Toto magnetické pole sa meria v jednotke SI, Tesla (T). A teraz, čo je magnetický tok ? Je to meranie alebo množstvo magnetického poľa, ktoré prechádza určenou oblasťou. Magnetic Flux má tiež jednotku v štandarde SI, je to Weber.

Takže teraz existuje magnetické pole cez induktory, ktoré produkuje prúd, ktorý cez ne preteká.

Pre ďalšie pochopenie je potrebné porozumieť Faradayovmu zákonu indukčnosti. Podľa Faradayovho zákona indukčnosti je generovaný EMF úmerný rýchlosti zmeny magnetického toku.

VL = N (dΦ / dt)

Kde N je počet závitov a Φ je množstvo toku.

Konštrukcia induktora

Jedna generická, štandardná konštrukcia a práca induktora sa dá demonštrovať ako medený drôt pevne zabalený cez materiál jadra. Na nasledujúcom obrázku je medený drôt tesne obalený materiálom jadra, čo z neho robí dvojpólový pasívny induktor.

Keď prúd preteká drôtom, elektromagnetické pole sa bude vyvíjať cez vodič a elektromotorická sila alebo EMF sa budú generovať v závislosti od rýchlosti zmeny magnetického toku. Takže väzba toku bude Nɸ.

Indukčnosť navinuté cievky induktora v materiáli jadra sa hovorí, že

uN ² A / L

kde N je počet závitov

A je plocha prierezu materiálu jadra

L je dĺžka cievky

µ je permeabilita materiálu jadra, ktorá je konštantná.

Vzorec vytvoreného spätného EMF je

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

V obvode, ak je na induktor pomocou prepínača privádzaný zdroj napätia. Tento prepínač môže byť čokoľvek ako tranzistory, MOSFET alebo akýkoľvek iný typický prepínač, ktorý poskytne zdroj napätia induktoru.

Existujú dva štáty obvodov.

Keď je spínač otvorený, v induktore nedôjde k žiadnemu toku prúdu a rýchlosť zmeny prúdu je nulová. Takže, EMF je tiež nulová.

Keď je spínač zopnutý, prúd zo zdroja napätia do induktora začne stúpať, kým prúdový prúd nedosiahne maximálnu ustálenú hodnotu. V tomto čase sa prúd prúdiaci cez induktor zvyšuje a rýchlosť zmeny prúdu závisí od hodnoty indukčnosti. Podľa Faradayovho zákona induktor generuje späť EMF, ktorý zostáva, kým sa DC nedostane do stabilného stavu. Počas ustáleného stavu nedochádza k žiadnej zmene prúdu v cievke a prúd jednoducho prechádza cez cievku.

Počas tejto doby bude ideálny induktor pôsobiť ako skrat, pretože nebude mať odpor, ale v praktickej situácii bude prúd prúdiť cievkou a cievka má odpor, ako aj kapacitu.

V druhom stave, keď sa spínač znovu uzatvára, prúd induktora rýchlo klesá a opäť nastáva zmena prúdu, ktorá ďalej vedie k generovaniu EMF.

Prúd a napätie v induktore

Vyššie uvedený graf zobrazuje stav spínača, prúd induktora a indukované napätie v časovej konštante.

Výkon cez induktor sa dá vypočítať pomocou zákonu výkonu podľa Ohmov, kde P = napätie x prúd. Preto je v takom prípade napätie –L (di / dt) a prúd i. Výkon v induktore teda možno vypočítať pomocou tohto vzorca

P _L = L (di / dt) i

Ale v ustálenom stave skutočný induktor funguje iba ako odpor. Výkon sa teda dá vypočítať ako

P = V ² R

Je tiež možné vypočítať uloženú energiu v induktore. Induktor ukladá energiu pomocou magnetického poľa. Energiu uloženú v induktore možno vypočítať pomocou tohto vzorca -

W (t) = Li ² (t) / 2

Z hľadiska ich konštrukcie a veľkosti sú k dispozícii rôzne typy induktorov. Konštrukčné induktory môžu byť vytvorené vo vzduchovom jadre, feritovom jadre, železnom jadre atď. Tvarovo sú k dispozícii rôzne typy induktorov, ako napríklad typ bubnového jadra, tlmivka, transformátor atď.

Aplikácie induktorov

Induktory sa používajú v širokej oblasti použitia.

1. V aplikácii súvisiacej s RF.
2. SMPS a napájacie zdroje.
3. V Transformátore.
4. Prepäťová ochrana na obmedzenie zapínacieho prúdu.
5. Vo vnútri mechanických relé atď.