Na základě velikostí a hodnocení jsou k dispozici různé typy induktorů. Jejich fyzické velikosti se liší od malých velikostí po obrovský transformátor, v závislosti na zpracovávaném výkonu a použité frekvenci střídavého proudu. Jako jeden z základní komponenty používané v elektronice , induktory se široce používají v mnohem širších aplikačních oblastech, jako je řízení signálu, eliminace šumu, stabilizace napětí, výkonové elektronické zařízení, automobilové operace atd. Zlepšení technik konstrukce induktorů dnes zvyšuje výkon na zbytku obvodu.
Typy induktorů
Různé typy induktorů
Rozmanitá elektronická součástka používaná v široké škále aplikací vyžaduje různé typy induktorů. Jedná se o různé tvary, velikosti včetně drátových vinutých a vícevrstvých induktorů. Mezi různé typy tlumivek patří vysokofrekvenční tlumivky, tlumivky napájecího vedení nebo výkonové tlumivky a tlumivky pro obecné obvody. Diferenciace induktorů je založena na typu vinutí a použitém jádru.
Induktory vzduchového jádra
Induktor vzduchového jádra
U tohoto typu induktoru jádro zcela chybí. Tyto induktory nabízejí vysokou cestu reluktance pro magnetický tok, a tudíž menší indukčnost. Induktory vzduchového jádra mají větší cívky, které produkují vyšší hustoty toku. Používají se ve vysokofrekvenčních aplikacích včetně televizních a rozhlasových přijímačů.
Feromagnetické nebo železné induktory
Induktor železného jádra
Díky své vyšší magnetické permeabilitě mají tyto vlastnosti vysoké indukčnosti. Jedná se o vysoce výkonné induktory, ale omezené vyšší frekvenční kapacitou kvůli hysterezi a ztrátám vířivých proudů.
Návrhy transformátorů jsou příklady tohoto typu.
Feritová jádra
Feritová jádra
Jedná se o různé typy induktorů, které nabízejí výhody snížených nákladů a nízkých ztrát jádra při vysokých frekvencích. Ferit je keramika z oxidu kovu, založená na směsi oxidu železitého Fe2O3. Měkké ferity se používají pro konstrukci jádra ke snížení ztrát hysterezí.
Toroidní induktory
Toroidní jádrové tlumivky
V těchto induktorech je cívka navinuta na toroidní kruhové formovači. Únik toku je u tohoto typu induktoru velmi nízký. Pro konstrukci tohoto typu induktoru jsou však vyžadovány speciální navíjecí stroje. Někdy se feritové jádro také používá ke snížení ztrát v tomto provedení.
Cívkové induktory
Cívkové induktory
U tohoto typu je cívka navinuta na cívce. Konstrukce cívkových vinutých cívek se velmi liší, pokud jde o jmenovitý výkon, úrovně napětí a proudu, pracovní frekvenci atd. Ty se většinou používají v napájecích zdrojích spínaného režimu a aplikacích pro převod energie.
Vícevrstvé induktory
Vícevrstvé induktory
Vícevrstvý induktor obsahuje dva vodivé cívkové vzory, které jsou uspořádány ve dvou vrstvách v horní části vícevrstvého těla. Cívky jsou elektricky spojeny postupně za sebou do dvou více vodivých vzorů cívek umístěných ve spodní části vícevrstvého těla. Používají se hlavně v mobilních komunikačních systémech a aplikacích pro potlačení šumu.
Tenkovrstvé induktory
Tenkovrstvé induktory
Jsou zcela odlišné od konvenčních induktorů čipového typu navinutých měděným drátem. U tohoto typu se malé induktory vytvářejí pomocí tenkovrstvého zpracování, aby se vytvořil čipový induktor pro vysoká frekvence aplikace, která se pohybuje od nano Henryho.
Jak induktor funguje?
Induktor se často označuje jako rezistor střídavého proudu. Odolává změnám proudu a ukládá energii ve formě magnetického pole. Jedná se o jednoduché konstrukce, sestávající z cívek měděného drátu navinutých na jádru. Toto jádro může být magnetické nebo vzduchové. V pokročilých aplikacích, jako je, lze použít různé typy induktorů bezdrátový přenos energie .
Práce induktoru
Magnetická jádra mohou být toroidní nebo jádra typu E. Pro toto jádro se používají materiály jako keramika, ferit, železo. Cívka nesoucí elektrický proud vytváří magnetické pole kolem vodiče. Pokud je jádro umístěno uvnitř cívky, vytváří se více magnetických linek, pokud je použita vysoká propustnost jádra.
Magnetické pole indukuje EMF v cívce, což vede k toku proudu. Podle Lenzova zákona je indukovaný proud proti příčině, kterou je aplikované napětí. Induktor je tedy proti změně vstupního proudu, která vede ke změně magnetického pole. Toto snížení toku proudu v důsledku indukce se nazývá indukční reaktance. Indukční reaktance se zvýší, pokud se zvýší počet závitů v cívce. Také ukládá energii jako magnetické pole prostřednictvím nabíjecích a vybíjejících procesů a uvolňuje energii při přepínání obvodu. Oblasti použití induktorů zahrnují analogové obvody, zpracování signálu atd.
Faktory ovlivňující indukčnost induktoru
Schopnost vytvářet magnetické linky se označuje jako indukčnost. Standardní jednotkou indukčnosti je Henry. Množství vyvinutého magnetického toku nebo indukčnost různých typů induktorů závisí na čtyřech základních faktorech popsaných níže.
- Počet závitů v cívce
Pokud je počet závitů větší, vytváří se větší množství magnetického pole, což má za následek větší indukčnost. Méně otáček má za následek menší indukčnost.
- Materiál jádra
Pokud má materiál použitý pro jádro vysokou propustnost, bude více indukčnost induktoru. Je to proto, že materiály s vysokou permeabilitou nabízejí cestu s nízkou reluktancí k magnetickému toku.
- Plocha průřezu cívky
Větší plocha průřezu vede k větší indukčnosti, protože to nabízí menší opozici vůči magnetickému toku z hlediska plochy.
- Délka cívky
Čím delší bude cívka, tím menší bude indukčnost. Je to proto, že pro dané množství pole je silová opozice vůči magnetickému toku větší.
Opravený induktor neumožňuje uživateli měnit indukčnost, jakmile je navržena. Je však možné měnit indukčnost pomocí proměnných induktorů změnou počtu závitů v daném okamžiku nebo změnou materiálu jádra dovnitř a ven z cívky.
Ztráta výkonu v induktoru
Výkon rozptýlený v induktoru je způsoben hlavně dvěma zdroji: jádrem induktoru a vinutími.
Různá indukční jádra
Jádro induktoru: Ztráta energie v jádře induktoru je způsobena hysterezí a ztrátami vířivých proudů. Magnetické pole aplikované na magnetický materiál se zvyšuje, přechází na úroveň nasycení a poté klesá. Ale při snižování nezachytí původní cestu. To způsobí ztráty hystereze. Menší hodnota hysterezního koeficientu materiálů jádra má za následek nízké hysterezní ztráty.
Druhým typem ztráty jádra je ztráta vířivým proudem. Tyto vířivé proudy jsou indukovány v materiálu jádra v důsledku změny rychlosti magnetického pole podle Lenzova zákona. Ztráty vířivými proudy jsou mnohem menší než ztráty hystereze. Tyto ztráty jsou minimalizovány použitím materiálů s nízkým koeficientem hystereze a laminovaného jádra.
Vinutí induktorů
Vinutí induktoru: U induktorů dochází ke ztrátám nejen v jádře, ale také ve vinutích. Vinutí mají svůj vlastní odpor. Když proud projde těmito vinutími, dojde ve vinutích ke ztrátám tepla (I ^ 2 * R). Ale s rostoucí frekvencí se odpor vinutí zvyšuje v důsledku kožního efektu. Účinek kůže způsobí, že se proud soustředí na povrch vodiče než na centra. Efektivní plocha aktuální nosné oblasti tedy klesá.
Rovněž vířivé proudy indukované ve vinutí způsobují indukci proudu v sousedních vodičích, což se nazývá efekt blízkosti.
Kvůli překrývajícím se vodičům v cívkách způsobí efekt přiblížení zvýšení odporu vodiče vyšší než v případě kožního efektu. Ztráty vinutí se snižují pomocí pokročilých technologií vinutí, jako jsou vinutí z tvarované fólie a litého drátu.
Doufám, že můj článek byl poučný a zajímavý. Tady je tedy základní otázka pro vás - Jaká je role induktorů v elektrických obvodech?
Odpovězte prosím v sekci komentáře níže.Můžete také sdílet své postřehy ohledně tohoto článku a nápadů.
Fotografické kredity:
Různé induktory podle 1.bp.blogspot
Induktor vzduchového jádra od i01.i. alimg
Feromagnetické nebo železné jádrové induktory od agilemagco
Feritové jádrové tlumivky podle falconacoustics
Cívkové induktory od elektrovize
Vícevrstvé induktory od elektronické produkty
Tenkovrstvé induktory od mikrofabnh
Jak fungují induktory indukční ohřev dw
Různá indukční jádra od i01.i. alimg
Vinutí induktoru kamenné zvukové studio
