Bagaimana Induktor Berfungsi?

Induktor adalah tidak lebih daripada wayar berpenebat yang dililit rapat di sekeliling teras magnet. Teras boleh menjadi bahan feromagnetik atau plastik, atau dalam beberapa kes berongga (udara). Ini bergantung pada prinsip bahawa fluks magnet berkembang di sekeliling konduktor pembawa arus. Jika anda tahu tentang kapasitor, anda akan biasa dengan fakta bahawa kapasitor menyimpan tenaga dengan menyimpan cas yang sama dan bertentangan dalam plat mereka. Begitu juga, induktor menyimpan tenaga dalam bentuk medan magnet yang berkembang di sekelilingnya. Induktor bertindak balas secara berbeza kepada AC dan DC. Tetapi sebelum menyelidiki "bagaimana induktor berfungsi." Mari kita lihat struktur dan ciri-cirinya.

Struktur induktor:

Induktor sangat mudah untuk dibina daripada semua komponen lain yang digunakan dalam elektronik. Ini adalah panduan untuk membuat induktor mudah. Hanya wayar penebat dan bahan teras magnet diperlukan untuk membalut gegelung. Teras magnet tidak lebih daripada bahan yang dililitkan wayar, seperti yang ditunjukkan dalam imej di atas. Terdapat pelbagai jenis induktor bergantung kepada bahan teras yang digunakan. Beberapa bahan teras yang biasa digunakan ialah besi, magnet besi, dsb. Selain jenis bahan teras, ia juga datang dalam pelbagai saiz dan bentuk, termasuk silinder, rod, Torod dan kepingan. Sebaliknya, terdapat induktor tanpa sebarang teras magnet fizikal. Ia dipanggil induktor berongga atau induktor berongga. Teras magnet memainkan peranan penting dalam mengubah kearuhan induktor.

Bagaimana induktor berfungsi

Mari kita mulakan dengan menyatakan fakta bahawa "fluks magnet akan dihasilkan pada konduktor pembawa arus." Begitu juga, apabila arus elektrik melalui induktor, ia mewujudkan fluks magnet di sekelilingnya. Dengan kata lain, tenaga yang digunakan pada induktor disimpan dalam bentuk fluks magnet. Fluks magnet akan berkembang dalam arah yang bertentangan dengan aliran arus. Oleh itu, induktor tahan terhadap perubahan mendadak dalam arus yang mengalir melaluinya. Keupayaan induktor ini dipanggil kearuhan, dan setiap induktor akan mempunyai beberapa kearuhan. Ini diberikan oleh simbol L dan dalam unit Henry.

Kearuhan induktor bergantung kepada bentuk gegelung, bilangan lilitan belitan teras magnet, luas teras magnet dan kebolehtelapan bahan teras magnet. Kearuhan induktor diberikan oleh formula berikut

L = μN2A/L

L - Kearuhan gegelung

μ - Kebolehtelapan bahan teras

A - Luas gegelung (m2)

N - Bilangan lilitan dalam gegelung

l - Purata panjang gegelung (m)

Induktor dalam litar AC:

Seperti yang dinyatakan sebelum ini, induktor bertindak secara berbeza daripada AC daripada sumber isyarat DC. Apabila isyarat AC digunakan pada induktor, ia mewujudkan medan magnet yang berubah mengikut masa kerana arus yang menghasilkan medan magnet itu sendiri berubah mengikut masa. Mengikut undang-undang Faraday, fenomena ini mewujudkan voltan induktif kendiri pada induktor. Voltan teraruh sendiri dinyatakan oleh VL. Malah, voltan yang dihasilkan pada kedua-dua hujung induktor bertindak dalam arah yang bertentangan dengan arus yang menentangnya. Voltan pada kedua-dua hujung induktor diberikan oleh formula berikut

VL =L di / dt

VL - Voltan teraruh sendiri

di/dt - Perubahan semasa berbanding masa

Jika arus 1 amp mengalir melalui induktor Henry berbanding 1 saat, ia akan dijana pada induktor

"v. Sekarang anda boleh melihat bagaimana arus yang mengalir melalui induktor mempengaruhi voltan yang dihasilkan pada kedua-dua hujung. Voltan yang terhasil adalah bertentangan dengan arus yang mengalir melalui induktor.

Ciri VI induktor:

Mari rujuk lengkung ciri VI induktor untuk lebih memahami konsep di atas. Apabila kitaran positif isyarat AC melalui induktor, arus meningkat. Kita tahu bahawa induktor membenci perubahan arus, jadi ia menghasilkan voltan teraruh terhadap arus yang menyebabkannya. Anda boleh melihat ini pada 0 darjah dalam rajah di atas, di mana voltan teraruh akan menjadi maksimum apabila arus mula meningkat. Apabila arus mencapai maksimum, voltan teraruh menjadi negatif dalam usaha untuk menghalang arus daripada berkurangan.

Kitaran ini berulang, dan daripada rajah di atas kita boleh perhatikan bahawa voltan teraruh yang dihasilkan dalam induktor akan bertindak ke atas arus yang berbeza-beza yang mengalir melaluinya. Di sini, voltan dan arus dikatakan berada di luar fasa sebanyak 90 darjah . Oleh itu, melalui isyarat arus ulang alik, induktor menyimpan dan membebaskan tenaga dalam bentuk medan magnet dalam kitaran berterusan.

Induktor dalam litar arus terus:

Kami kini memahami cara induktor berfungsi dengan sumber isyarat AC. Mari lihat bagaimana ia bertindak balas apabila digunakan dengan sumber isyarat DC. Ingat bahawa formula untuk voltan teraruh pada kedua-dua hujung induktor diberikan oleh formula berikut

VL =L di / dt

Apabila menggunakan sumber isyarat DC, perubahan arus berbanding masa akan menjadi sifar, mengakibatkan voltan teraruh sifar pada kedua-dua hujung induktor. Ringkasnya, dalam litar arus terus, induktor berkelakuan seperti wayar biasa yang ringkas, dan wayarnya menghasilkan beberapa rintangan. Walau bagaimanapun, terdapat lebih banyak lagi apabila menggunakan induktor dengan sumber isyarat DC dalam litar sebenar. Dalam litar sebenar, arus mengambil masa yang sangat singkat untuk mencapai maksimum dari sifar. Pada masa ini, akan terdapat voltan teraruh pada kedua-dua hujung induktor, yang akan menjadi maksimum negatif apabila arus mula bergerak dari sifar ke maksimumnya. Sebaik sahaja arus mencapai keadaan DC yang stabil, voltan teraruh turun secara mendadak kepada sifar dan menjadi usang. Apabila digunakan dengan sumber isyarat DC, induktor akan mempamerkan pancang voltan teraruh jangka pendek tersebut.

Reaktans Induktif:

Satu lagi perkara penting yang perlu diketahui tentang induktor ialah reaktansi. Ini adalah ciri rintangan komponen seperti kapasitor dan induktor kepada isyarat elektrik AC. Reaktansi yang ditunjukkan oleh induktor dipanggil reaktans induktif dan diberikan oleh formula

XL=2πFL

Daripada formula itu boleh disimpulkan bahawa reaktansi meningkat apabila frekuensi isyarat AC meningkat, dengan mengingati bahawa induktor membenci arus yang berubah-ubah, jadi ia mempamerkan reaktansi yang lebih besar kepada isyarat frekuensi tinggi. Apabila frekuensi hampir sifar atau isyarat DC melaluinya, reaktansi menjadi sifar, sama seperti konduktor yang melaluinya isyarat input.