leer hoe Inductors werken, waar we ze gebruiken, waarom we ze gebruiken, de verschillende types en waarom ze belangrijk zijn.
Scroll naar de onderkant om de YouTube-tutorial te bekijken.
onthoud dat elektriciteit gevaarlijk is en dodelijk kan zijn, u moet gekwalificeerd en bekwaam zijn om alle elektrische werkzaamheden uit te voeren.
Wat Is een Inductor?
een inductor is een onderdeel in een elektrisch circuit dat energie opslaat in zijn magnetisch veld. Het kan dit vrijwel direct vrijgeven. Energie kunnen opslaan en snel vrijgeven is een zeer belangrijk kenmerk en daarom gebruiken we ze in allerlei circuits.
In ons vorige artikel hebben we gekeken naar hoe condensatoren werken, om het te lezen Klik hier.
Hoe werkt een Inductor?
denk eerst aan water dat door sommige leidingen stroomt. Er is een pomp die dit water duwt wat gelijk is aan onze batterij. De pijp splitst in twee takken, de pijpen zijn het equivalent van onze draden. Eén tak heeft een buis met een reductiemiddel erin, die reductie maakt het een beetje moeilijk voor water om door te stromen, dus het is gelijk aan weerstand in een elektrisch circuit.
de andere tak heeft een waterwiel ingebouwd. Het waterrad kan draaien en het water dat er doorheen stroomt zal ervoor zorgen dat het draait. Het wiel is echter erg zwaar, dus het kost wat tijd om op snelheid te komen en het water moet er tegenaan blijven duwen om het in beweging te krijgen. Dit is gelijk aan onze inductor.
wanneer we de pomp voor het eerst starten, gaat het water stromen en wil het terug naar de pomp omdat dit een gesloten lus is, net zoals wanneer elektronen de batterij verlaten, ze stromen om te proberen terug te komen aan de andere kant van de batterij.
Let op – in deze animaties gebruiken we elektron flow die van negatief naar positief is, maar je zou gewend kunnen zijn om conventionele flow te zien die van positief naar negatief is. Wees je bewust van de twee en welke we gebruiken.
via GIPHY
als het water stroomt; het bereikt de takken en moet beslissen welk pad te nemen. Het water duwt tegen het wiel, maar het wiel gaat enige tijd in beweging te krijgen en dus is het toevoegen van een veel weerstand aan de pijp waardoor het te moeilijk voor water om door dit pad te stromen, daarom zal het water in plaats daarvan het pad van de verloopstuk nemen omdat het recht door kan stromen en terug naar de pomp veel gemakkelijker.
als het water blijft duwen, begint het wiel steeds sneller te draaien totdat het zijn maximumsnelheid bereikt. Nu biedt het wiel bijna geen weerstand, zodat het water veel gemakkelijker door dit pad kan stromen dan het reductiepad. Het water zal vrijwel stoppen met stromen door het reductiemiddel en zal allemaal stromen door het water wiel.
als we de pomp uitzetten, komt er geen water meer in het systeem, maar het waterwiel gaat zo snel dat het niet zomaar kan stoppen, het heeft inertie. Als het blijft draaien zal het nu duwen het water en fungeren als een pomp. Het water stroomt rond de lus terug op zichzelf totdat de weerstand van de leidingen en het reductiemiddel het water voldoende vertraagt dat het wiel stopt met draaien.
We kunnen de pomp daarom in – en uitschakelen en het waterwiel houdt het water gedurende korte tijd in beweging tijdens de onderbrekingen.
we krijgen een zeer vergelijkbaar scenario wanneer we een inductor parallel verbinden met een resistieve belasting zoals een lamp.
wanneer we het circuit van stroom voorzien, zullen de elektronen eerst door de lamp stromen en deze voeden, zal er zeer weinig stroom door de inductor stromen omdat de weerstand in het begin te groot is. De weerstand zal verminderen en meer stroom te laten stromen. Uiteindelijk levert de inductor bijna geen weerstand, zodat de elektronen de voorkeur geven om deze weg terug te nemen naar de voedingsbron en de lamp zal uitschakelen.
wanneer we de voeding loskoppelen, blijft de inductor elektronen in een lus door de lamp duwen totdat de weerstand de energie verdrijft.
Wat gebeurt er in de Inductor om zo te werken?
wanneer we elektrische stroom door een draad voeren, zal de draad er een magnetisch veld omheen genereren. We kunnen dit zien door een kompas rond de draad te plaatsen, wanneer we stroom door de draad gaan zullen de kompassen bewegen en uitgelijnd zijn met het magnetische veld.
wanneer we de richting van de stroom omkeren; het magnetisch veld keert om en zo keren de kompassen ook de richting om om hiermee uit te lijnen. Hoe meer stroom we door een draad gaan, hoe groter het magnetische veld wordt.
wanneer we de draad in een spoel wikkelen, produceert elke draad opnieuw een magnetisch veld, maar nu zullen ze allemaal samenvloeien en een groter, krachtiger magnetisch veld vormen.
We kunnen het magnetische veld van een magneet zien door enkel wat ijzervijlsel over een magneet te strooien dat de magnetische fluxlijnen onthult.
via GIPHY
Wanneer de stroomtoevoer is uitgeschakeld; geen magnetisch veld aanwezig is, maar als we de voeding aansluiten, huidige beginnen te vloeien door de spoel dus een magnetisch veld zal beginnen zich te vormen en in omvang toenemen tot de maximale grootte.
het magnetische veld slaat energie op. Wanneer de stroom wordt onderbroken, zal het magnetische veld beginnen in te storten en zo zal het magnetische veld worden omgezet in elektrische energie en dit duwt de elektronen langs.
via GIPHY
in werkelijkheid gaat het ongelooflijk snel gebeuren, we hebben alleen de animaties vertraagd om het gemakkelijker te maken om te zien en te begrijpen.
waarom doet het dit?
inductoren houden niet van een verandering in de stroom, ze willen dat alles hetzelfde blijft. Wanneer de stroom toeneemt, proberen ze het te stoppen met een tegengestelde kracht. Wanneer de stroom afneemt proberen ze het te stoppen door elektronen eruit te duwen om te proberen het hetzelfde te houden als het was.
dus als het circuit van uit naar AAN gaat, zal er een verandering in de stroom zijn, het is toegenomen. De inductor gaat proberen om dit te stoppen, zodat het een tegengestelde kracht creëert die bekend staat als een back EMF of elektromotorische kracht die tegen de kracht die het creëerde ingaat. In dit geval stroomt de stroom door de spoel van de batterij. Er stroomt nog steeds stroom door, en terwijl dat gebeurt, genereert het een magnetisch veld dat geleidelijk zal toenemen. Als het verhoogt meer en meer stroom zal stromen door de inductor en de achterkant EMF zal verdwijnen. Het magnetisch veld bereikt zijn maximum en de stroom stabiliseert. De inductor is niet langer bestand tegen de stroomstroom en werkt als een normaal stuk draad. Hierdoor ontstaat een heel eenvoudig pad voor de elektronen om terug te stromen naar de batterij, veel gemakkelijker dan door de lamp te stromen, zodat de elektronen door de inductor zullen stromen en de lamp niet meer zal schijnen.
wanneer we het vermogen uitschakelen, realiseert de inductor zich dat er een vermindering van de stroom is geweest. Het houdt hier niet van en probeert het constant te houden, dus zal het elektronen naar buiten duwen om te proberen het te stabiliseren, dit zal het licht aanwakkeren. Vergeet niet dat het magnetische veld energie heeft opgeslagen van de elektronen die er doorheen stromen en dit terug zal omzetten in elektrische energie om te proberen de stroomstroom te stabiliseren, maar het magnetische veld zal alleen bestaan wanneer de stroom door de draad gaat en dus als de stroom afneemt van de weerstand van het circuit, stort het magnetische veld in totdat het geen stroom meer levert.
als we een weerstand en een inductor in afzonderlijke circuits op een oscilloscoop hebben aangesloten, kunnen we de effecten visueel zien. Als er geen stroom stroomt is de lijn constant en vlak op nul. Maar als we stroom door de weerstand gaan, krijgen we een instant verticale grafiek recht omhoog en dan vlakke lijnen en gaat verder op een bepaalde waarde. Wanneer we echter een inductor aansluiten en er stroom doorheen sturen, zal deze niet onmiddellijk stijgen, het zal geleidelijk toenemen en een gebogen profiel vormen, en uiteindelijk met een vast tempo doorgaan.
wanneer we de stroom door de weerstand stoppen, daalt deze weer onmiddellijk en krijgen we deze plotselinge en verticale lijn terug naar nul. Maar als we de stroom door de inductor stoppen, gaat de stroom door en krijgen we weer een gebogen profiel tot nul. Dit laat ons zien hoe de inductor de initiële toename weerstaat en ook probeert om de afname te voorkomen.
door de manier waarop we current in detail hebben behandeld in een vorig artikel, controleer dat hier.
Hoe zien inductoren eruit?
smoorspoelen in printplaten zullen er ongeveer zo uitzien als hieronder.
in principe alleen wat koperdraad rond een cilinder of ring. We krijgen andere ontwerpen die een behuizing hebben over, dit is meestal om zijn magnetisch veld af te schermen en te voorkomen dat dit interfereert met andere componenten.
we zien inductoren weergegeven op technische tekeningen met symbolen zoals deze.
iets om te onthouden is dat alles met een opgerolde draad zal fungeren als een inductor die motoren, transformatoren en relais omvat.
waarvoor gebruiken we inductoren?
- we gebruiken ze in boost converters om de DC-uitgangsspanning te verhogen terwijl de stroom afneemt.
- We kunnen ze gebruiken om een AC-voeding te verstikken en alleen DC te laten passeren.
- we gebruiken ze om verschillende frequenties te filteren en te scheiden.
- we gebruiken ze ook voor transformatoren, motoren en relais.
How To Measure Inductance
we meten de inductantie van een inductor in de eenheid van Henry, hoe groter het getal; hoe hoger de inductantie. Hoe hoger de inductantie; hoe meer energie we kunnen opslaan en leveren, het zal ook langer duren voor het magnetische veld op te bouwen en de back EMF zal langer duren om te overwinnen.
u kunt de inductantie niet meten met een standaard multimeter hoewel u sommige modellen met deze functie ingebouwd kunt krijgen, maar het zal niet het meest nauwkeurige resultaat geven, dat kan voor u ok zijn het hangt af van wat u gebruikt het is voor. Om Inductantie nauwkeurig te meten, moeten we een RLC meter gebruiken. We sluiten de spoel eenvoudig aan op het apparaat en het zal een snelle test uitvoeren om de waarden te meten.
