Mis on induktiivpool?

Algne Bingseni tööstuskontroll

Induktiivsus on vooluahela füüsikaline omadus, mis kirjeldab, kuidas vooluahela komponendid takistavad voolutugevuse muutusi ja genereerivad pinget. Selle kontseptsiooni üksikasjalikuks ja lihtsaks selgitamiseks uurime seda mitmes osas:

1. Vool ja magnetväli
Esiteks on oluline mõista, et kui vool läbib juhet, tekitab see magnetvälja. See on elektromagnetismi põhiprintsiip. Magnetvälja tugevus sõltub voolu suurusest: mida suurem on vool, seda tugevam on tekitatud magnetväli.

2. Elektromagnetiline induktsioon
Järgmisena tutvustame elektromagnetilist induktsiooni. Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadus ütleb meile, et muutuv magnetväli võib tekitada ümbritsevates juhtides pinget. See tähendab, et kui teil on magnetväli ja selle intensiivsus muutub, võib see lähedalasuvates juhtmetes pinget "ergastada" või "indutseerida".

3. Induktiivsuse funktsioon
Kuidas induktiivsus siis töötab? Kui teil on juhe (näiteks mähis) ja rakendate selle sisse elektrit, tekib magnetväli. Kui voolutugevus hakkab muutuma (suurenema või vähenema), muutub ka seda ümbritsev magnetväli. Faraday seaduse kohaselt tekitab see muutuv magnetväli juhtmes indutseeritud pinge, mis püüab säilitada algset voolu muutumatuna. See nähtus on induktiivsuse ilming.

Kui voolutugevus suureneb, tekitab induktiivpool vastupinge, püüdes voolu vähendada. Kui voolutugevus väheneb, tekitab induktiivpool päripinge, püüdes voolutugevust suurendada. Seetõttu kirjeldatakse induktiivpoole mõnikord kui voolu "inertsi", mis takistab voolutugevuse muutusi.

4. Mähis ja induktiivsus
Praktikas keritakse juhtmed induktiivsuse suurendamiseks tavaliselt mähise kujuliseks. Mähise sees olevad juhtmed mõjutavad üksteist külgnevate mähiste tekitatud magnetvälja tõttu, mis muudab kogu mähise induktiivsuse palju suuremaks kui sirgel juhil.

5. Taotlus
Induktiivpoolidel on palju praktilisi rakendusi. Näiteks jõuseadmetes saab induktiivpoole kasutada pingekõikumiste silumiseks; traadita side seadmetes kasutatakse seda koos kondensaatoritega võnkeahelate loomiseks, mis suudavad filtreerida välja teatud sagedustega signaale.

(1) Toitefilter
Induktoreid kasutatakse toiteahelates, eriti lülitustoiteallikates, voolu ja pinge silumiseks, müra ja piikide vähendamiseks. Neid kasutatakse kõrgsagedusliku müra summutamiseks ja vooluahelatele stabiilse alalisvoolu tagamiseks.
(2) Resonantsahel ja sageduse valik
Induktoreid ja kondensaatoreid kasutatakse koos resonantsahelate loomiseks, mis suudavad valida või võimendada signaale teatud sagedustel. See on väga oluline traadita sideseadmetes, näiteks raadiotes ja mobiiltelefonides, kuna seda saab kasutada sageduste filtreerimiseks ja häälestamiseks.

(3) Energia salvestamine ja edastamine
Induktiivid toimivad vooluringides energia salvestamise komponentidena, eriti impulsstoiteallikates ja ajutise energia salvestamise rakendustes. Trafodes kasutatakse induktiivpoole energia ülekandmiseks erinevate vooluringide vahel magnetilise sidestuse kaudu ning need võimaldavad pinge ja voolutugevuse muutusi.
(4) Piirvoolu ja ülekoormuse kaitse
Elektrimootorite käivitus- ja toiteahelates saavad induktiivpoolid piirata voolu tõusu ja tippvoolu kiirust, pakkudes seeläbi ülekoormuse kaitset ja hoides ära vooluahela kahjustusi.

(5) Signaalitöötlus
Analoogsignaali töötlemisel kasutatakse induktoreid kõrgsagedussignaalide filtreerimiseks, impedantsi sobitamiseks ja viivitussignaalide jaoks. Need on levinud erinevates filtrite konstruktsioonides.
(6) Elektromagnetiliste häirete (EMI) summutamine
Induktiivsust kasutatakse elektromagnetiliste häirete (EMI) summutamiseks ja filtreerimiseks, mis aitab vältida müra sattumist vooluringi ja müra kiirgumist vooluringist, vältides seeläbi häireid teiste seadmetega.

(7) Andurid
Mõnes anduritehnoloogias kasutatakse induktoreid magnetväljade muutuste tuvastamiseks, mis võivad olla seotud asukoha, kiiruse või muude füüsikaliste suurustega.
(8) Võimsusteguri korrektsioon
Vahelduvvoolusüsteemides kasutatakse induktiivpoole ja kondensaatoreid koos võimsusteguri parandamiseks, reaktiivvõimsuse tarbimise vähendamiseks ja seega elektrienergia kasutamise efektiivsuse suurendamiseks.

6. Mõõtühik
Induktiivsuse ühik on Henry (H), mis on nimetatud Ameerika teadlase Joseph Henry järgi. Kui mähise induktiivsus on 1 Henry, siis iga kord, kui voolutugevus muutub kiirusega 1 amper sekundis, tekitab see mähisele 1-voldise indutseeritud pinge.

kokkuvõte
Seega on induktiivsus üldiselt komponendi omadus, mis takistab voolutugevuse muutusi, tekitades komponendis vastupinge, et kompenseerida kiireid voolutugevuse muutusi. Sellel lihtsal põhimõttel on lai valik rakendusi elektroonika- ja elektrotehnikas, alates lihtsamast võimsuse filtreerimisest kuni keeruka raadiosagedusliku häälestamiseni.