Aflați cum funcționează inductoarele, unde le folosim, de ce le folosim, diferitele tipuri și de ce sunt importante.
Derulați în partea de jos pentru a viziona tutorialul YouTube.
amintiți-vă că electricitatea este periculoasă și poate fi fatală, ar trebui să fiți calificat și competent pentru a efectua orice lucrare electrică.
ce este un Inductor?
un inductor este o componentă într-un circuit electric care stochează energie în câmpul său magnetic. Poate elibera acest lucru aproape instantaneu. Capacitatea de a stoca și elibera rapid energia este o caracteristică foarte importantă și de aceea le folosim în tot felul de circuite.
în articolul nostru anterior ne-am uitat la modul de lucru condensatori, pentru a citi CLICK aici.
cum funcționează un Inductor?
în primul rând, gândiți-vă la apa care curge prin unele conducte. Există o pompă care împinge această apă, care este echivalentă cu bateria noastră. Țeava se împarte în două ramuri, țevile sunt echivalente cu firele noastre. O ramură are o țeavă cu un reductor în ea, această reducere face un pic mai greu pentru apa să curgă prin, deci este echivalent cu rezistența într-un circuit electric.
cealaltă ramură are o roată de apă încorporată. Roata de apă se poate roti și apa care curge prin ea o va face să se rotească. Roata este foarte grea, deși este nevoie de ceva timp pentru a ajunge până la viteza și apa trebuie să păstreze împingând împotriva ei să-l să se miște. Acest lucru este echivalent cu inductorul nostru.
când pornim prima dată pompa, apa va curge și vrea să se întoarcă la pompă, deoarece aceasta este o buclă închisă, la fel ca atunci când electronii părăsesc pompa bateria curge pentru a încerca să se întoarcă la cealaltă parte a bateriei.vă rugăm să rețineți-în aceste animații vom folosi fluxul de electroni, care este de la negativ la pozitiv, dar s-ar putea fi utilizate pentru a vedea fluxul convențional, care este de la pozitiv la negativ. Fiți conștienți de cele două și pe care le folosim.
prin GIPHY
pe măsură ce apa curge; ajunge la ramuri și trebuie să decidă ce cale să ia. Apa împinge roata, dar roata va dura ceva timp pentru a se mișca și astfel adaugă o mulțime de rezistență conductei, ceea ce face prea dificilă curgerea apei prin această cale, prin urmare, apa va lua în schimb calea reductorului, deoarece poate curge direct și poate reveni la pompă mult mai ușor.
pe măsură ce apa continuă să împingă, roata va începe să se rotească din ce în ce mai repede până când atinge viteza maximă. Acum roata nu oferă aproape nicio rezistență, astfel încât apa poate curge prin această cale mult mai ușor decât calea reductorului. Apa se va opri destul de mult care curge prin reductor și toate vor curge prin roata de apă.
când oprim pompa, nu va mai intra apă în sistem, dar roata de apă merge atât de repede încât nu se poate opri, are inerție. Pe măsură ce continuă să se rotească, acum va împinge apa și va acționa ca o pompă. Apa va curge în jurul bucla înapoi pe sine până când rezistența conductelor și reductorul încetinește apa suficient de jos încât roata se oprește filare.
prin urmare, putem porni și opri pompa, iar roata de apă va menține apa în mișcare pentru o scurtă durată în timpul întreruperilor.
obținem un scenariu foarte similar atunci când conectăm un inductor în paralel cu o sarcină rezistivă, cum ar fi o lampă.
când alimentăm circuitul, electronii vor curge mai întâi prin lampă și o vor alimenta, foarte puțin curent va curge prin inductor, deoarece rezistența sa, la început, este prea mare. Rezistența va reduce și va permite să curgă mai mult curent. În cele din urmă, inductorul nu oferă aproape nicio rezistență, astfel încât electronii vor prefera să ia această cale înapoi la sursa de alimentare și lampa se va stinge.
când deconectăm sursa de alimentare, inductorul va continua să împingă electronii într-o buclă și prin lampă până când rezistența disipează energia.
ce se întâmplă în Inductor pentru ca acesta să acționeze așa?
când trecem curentul electric printr-un fir, firul va genera un câmp magnetic în jurul său. Putem vedea acest lucru plasând busole în jurul firului, când trecem curentul prin fir, busolele se vor mișca și se vor alinia cu câmpul magnetic.
când inversăm direcția curentului; câmpul magnetic se inversează și astfel busolele inversează și direcția pentru a se alinia cu aceasta. Cu cât trecem mai mult printr-un fir, cu atât câmpul magnetic devine mai mare.
când înfășurăm firul într-o bobină, fiecare fir produce din nou un câmp magnetic, dar acum toate se vor uni și vor forma un câmp magnetic mai mare și mai puternic.
putem vedea câmpul magnetic al unui magnet doar prin stropirea unor pilituri de fier peste un magnet care dezvăluie liniile fluxului magnetic.
prin GIPHY
când alimentarea cu energie electrică este oprită; nu există câmp magnetic, dar când conectăm sursa de alimentare, curentul va începe să curgă prin bobină, astfel încât un câmp magnetic va începe să se formeze și să crească în dimensiune până la dimensiunea maximă.
câmpul magnetic stochează energie. Când puterea este întreruptă, câmpul magnetic va începe să se prăbușească și astfel câmpul magnetic va fi transformat în energie electrică și acest lucru împinge electronii de-a lungul.
via GIPHY
în realitate se va întâmpla incredibil de repede, tocmai am încetinit animațiile pentru a face mai ușor de văzut și de înțeles.
de ce face asta?
inductorilor nu le place o schimbare a curentului, vor ca totul să rămână la fel. Când curentul crește, încearcă să-l oprească cu o forță opusă. Când curentul scade, ei încearcă să-l oprească împingând electronii afară pentru a încerca să-l păstreze la fel cum a fost.
deci, atunci când circuitul merge de la off la on, va exista o schimbare în curent, Acesta a crescut. Inductorul va încerca să oprească acest lucru, astfel încât să creeze o forță opusă cunoscută sub numele de EMF din spate sau forță electromotoare care se opune forței care a creat-o. În acest caz, curentul curge prin inductor de la baterie. Unele curent este încă de gând să curgă prin, și așa cum o face, generează un câmp magnetic care va crește treptat. Pe măsură ce crește, tot mai mult curent va curge prin inductor, iar EMF-ul din spate va dispărea. Câmpul magnetic va atinge maximul și curentul se stabilizează. Inductorul nu mai rezistă fluxului de curent și acționează ca o bucată normală de sârmă. Acest lucru creează o cale foarte ușoară pentru ca electronii să curgă înapoi la baterie, mult mai ușor decât să curgă prin lampă, astfel încât electronii vor curge prin inductor și lampa nu va mai străluci.
când întrerupem puterea, inductorul își dă seama că a existat o reducere a curentului. Nu-i place acest lucru și încearcă să-l mențină constant, așa că va împinge electronii afară pentru a încerca să-l stabilizeze, acest lucru va alimenta lumina. Amintiți-vă, câmpul magnetic a stocat energie de la electronii care curg prin el și îl va transforma înapoi în energie electrică pentru a încerca să stabilizeze fluxul de curent, dar câmpul magnetic va exista numai atunci când curentul trece prin fir și astfel, pe măsură ce curentul scade din rezistența circuitului, câmpul magnetic se prăbușește până când nu mai oferă nicio putere.
dacă am conectat un rezistor și un inductor în circuite separate la un osciloscop, putem vedea vizual efectele. Când nu curge curent, linia este constantă și plană la zero. Dar când trecem curentul prin rezistor, obținem un complot vertical instantaneu drept în sus și apoi liniile plate și continuă la o anumită valoare. Cu toate acestea, atunci când conectăm un inductor și trecem curentul prin el, acesta nu se va ridica instantaneu, va crește treptat și va forma un profil curbat, continuând în cele din urmă la o rată forfetară.
când oprim curentul prin rezistor, acesta scade din nou instantaneu și obținem această linie bruscă și verticală înapoi la zero. Dar când oprim curentul prin inductor, curentul continuă și obținem un alt profil curbat până la zero. Acest lucru ne arată cum inductorul rezistă creșterii inițiale și încearcă, de asemenea, să prevină scăderea. prin modul în care ne-am acoperit curent în detaliu într-un articol anterior, verificați că aici.
cum arată inductoarele?
inductoarele din plăcile de circuite vor arăta ceva de genul de mai jos.
practic, doar o sârmă de cupru înfășurată în jurul unui cilindru sau a unui inel. Avem alte modele care au unele carcasa peste, acest lucru este, de obicei, pentru a proteja câmpul magnetic și pentru a preveni acest lucru de a interfera cu alte componente.
vom vedea inductori reprezentați pe desene inginerești cu simboluri ca acestea.
ceva de reținut este că totul cu un fir înfășurat va acționa ca un inductor care include motoare, transformatoare și relee.
pentru ce folosim Inductoare?
- le folosim în convertoare de impuls pentru a crește tensiunea de ieșire DC în timp ce scade curentul.
- le putem folosi pentru a sufoca o sursă de curent alternativ și pentru a permite doar trecerea DC.
- le folosim pentru a filtra și separa diferite frecvențe.
- le folosim și pentru transformatoare, motoare și relee.
cum se măsoară inductanța
măsurăm inductanța unui inductor în unitatea lui Henry, cu cât este mai mare numărul; cu atât este mai mare inductanța. Cu cât inductanța este mai mare; cu cât putem stoca și furniza mai multă energie, va dura și mai mult pentru construirea câmpului magnetic, iar EMF-ul din spate va dura mai mult pentru a depăși.
nu puteți măsura inductanța cu un multimetru standard, deși puteți obține unele modele cu această funcție încorporată, dar nu va da rezultatul cel mai precis, care ar putea fi ok pentru tine depinde pentru ce îl folosești. Pentru a măsura inductanța cu precizie, trebuie să folosim un contor RLC. Pur și simplu conectăm inductorul la unitate și va rula un test rapid pentru a măsura valorile.
