Na základe veľkostí a hodnotení sú k dispozícii rôzne typy tlmiviek. Ich fyzické veľkosti sa líšia od malých rozmerov po obrovské transformátory, v závislosti od napájaného výkonu a použitej frekvencie striedavého prúdu. Ako jeden z základné komponenty používané v elektronike , induktory sa široko používajú v oveľa širších aplikačných oblastiach, ako je riadenie signálu, eliminácia šumu, stabilizácia napätia, výkonová elektronika zariadenia, automobilové operácie atď. Dnes vylepšenie techník návrhu induktorov zvyšuje významný výkon na zvyšku obvodu.
Typy induktorov
Rôzne typy tlmiviek
Rozmanitá elektronická súčiastka používaná v širokej škále aplikácií vyžaduje rôzne typy tlmiviek. Sú rôznych tvarov, veľkostí vrátane drôtových a viacvrstvových tlmiviek. Medzi rôzne typy tlmiviek patria vysokofrekvenčné tlmivky, tlmivky napájacieho vedenia alebo výkonové tlmivky a tlmivky pre všeobecné obvody. Diferenciácia induktorov je založená na type vinutia a použitom jadre.
Induktory vzduchového jadra
Induktor vzduchového jadra
V tomto type induktora jadro úplne chýba. Tieto induktory ponúkajú vysokú cestu reluktancie pre magnetický tok, a teda menšiu indukčnosť. Induktory so vzduchovým jadrom majú väčšie cievky, ktoré produkujú vyššie hustoty toku. Používajú sa vo vysokofrekvenčných aplikáciách vrátane televíznych a rozhlasových prijímačov.
Feromagnetické alebo železné induktory
Induktor so železným jadrom
Vďaka svojej vyššej magnetickej permeabilite majú tieto vlastnosti vysokej indukčnosti. Jedná sa o vysoko výkonné tlmivky, ktoré sú však obmedzené hysteréziou a stratami vírivých prúdov s vyššou frekvenčnou kapacitou.
Transformátory sú príklady tohto typu.
Feritové jadra
Feritové jadra
Toto sú rôzne typy tlmiviek, ktoré ponúkajú výhody znížených nákladov a nízkych strát jadra pri vysokých frekvenciách. Ferit je keramika na báze oxidu kovu, ktorá je založená na zmesi oxidu železitého Fe2O3. Mäkké ferity sa používajú na konštrukciu jadra na zníženie strát hysterézie.
Toroidné induktory
Toroidné tlmivky
V týchto induktoroch je cievka navinutá na toroidnom kruhovom telese. Únik toku je u tohto typu induktora veľmi nízky. Na konštrukciu tohto typu induktora sú však potrebné špeciálne navíjacie stroje. Niekedy sa na zníženie strát v tomto prevedení používa aj feritové jadro.
Cievkové cievky
Cievkové cievky
V tomto type je cievka navinutá na cievke. Dizajn cievkových cievok sa veľmi líši, pokiaľ ide o výkon, úroveň napätia a prúdu, pracovnú frekvenciu atď. Tieto sa väčšinou používajú v spínaných zdrojoch napájania a v aplikáciách na prevod energie.
Viacvrstvové induktory
Viacvrstvové induktory
Viacvrstvový induktor obsahuje dva vodivé cievkové vzory, ktoré sú usporiadané v dvoch vrstvách v hornej časti viacvrstvového tela. Cievky sú elektricky spojené postupne za sebou s dvoma vodivejšími vzormi cievok umiestnenými v spodnej časti viacvrstvového tela. Používajú sa hlavne v mobilných komunikačných systémoch a aplikáciách na potlačenie hluku.
Tenkovrstvové induktory
Tenkovrstvové induktory
Sú úplne odlišné od bežných induktorov čipového typu navinutých medeným drôtom. U tohto typu sa malé induktory vytvárajú pomocou tenkovrstvového spracovania na vytvorenie induktora čipu pre vysoká frekvencia aplikácií, ktorá sa pohybuje od približne nano Henryho.
Ako funguje induktor?
Induktor sa často nazýva AC rezistor. Odoláva zmenám v prúde a ukladá energiu vo forme magnetického poľa. Jedná sa o jednoduché konštrukcie, ktoré pozostávajú z cievok medeného drôtu navinutých na jadre. Toto jadro môže byť magnetické alebo vzduchové. V pokročilých aplikáciách, ako je napr., Je možné použiť rôzne typy tlmiviek bezdrôtový prenos energie .
Práca induktora
Magnetické jadrá môžu byť toroidné alebo jadrá typu E. Pre toto jadro sa používajú materiály ako keramika, ferit, železo. Cievka nesúca elektrický prúd vytvára magnetické pole okolo vodiča. Ak je jadro umiestnené vo vnútri cievky, vytvára sa viac magnetických vedení, ak sa použije vysoká priepustnosť jadra.
Magnetické pole indukuje EMF v cievke, čo vedie k toku prúdu. Podľa Lenzovho zákona je indukovaný prúd v rozpore s príčinou, ktorou je aplikované napätie. Preto induktor odporuje zmene vstupného prúdu, ktorá vedie k zmene magnetického poľa. Toto zníženie toku prúdu v dôsledku indukcie sa nazýva indukčná reaktancia. Indukčná reaktancia sa zvýši, ak sa zvýši počet závitov v cievke. Tiež ukladá energiu ako magnetické pole prostredníctvom nabíjacích a vybíjacích procesov a uvoľňuje energiu pri prepínaní obvodu. Oblasti použitia tlmiviek zahŕňajú analógové obvody, spracovanie signálu atď.
Faktory ovplyvňujúce indukčnosť induktora
Schopnosť vytvárať magnetické čiary sa označuje ako indukčnosť. Štandardná jednotka indukčnosti je Henry. Množstvo vyvinutého magnetického toku alebo indukčnosť rôznych typov induktorov závisí od štyroch základných faktorov diskutovaných nižšie.
- Počet závitov v cievke
Ak je počet závitov väčší, vytvára sa väčšie množstvo magnetického poľa, čo má za následok väčšiu indukčnosť. Menej zákrutov má za následok menšiu indukčnosť.
- Materiál jadra
Ak má materiál použitý na jadro vysokú priepustnosť, bude to viac indukčnosť induktora. Je to tak preto, lebo materiály s vysokou permeabilitou ponúkajú cestu s nízkou reluktanciou k magnetickému toku.
- Prierezová plocha cievky
Výsledkom väčšej plochy prierezu je väčšia indukčnosť, pretože to ponúka menšiu opozíciu voči magnetickému toku z hľadiska plochy.
- Dĺžka cievky
Čím dlhšia bude cievka, tým menšia bude indukčnosť. Je to tak preto, lebo pre dané množstvo poľa je silová opozícia voči magnetickému toku viac.
Pevný induktor neumožňuje používateľovi meniť indukčnosť, akonáhle je navrhnutá. Je však možné meniť indukčnosť pomocou variabilných tlmiviek zmenou počtu závitov v danom okamihu alebo zmenou materiálu jadra dovnútra a von z cievky.
Strata výkonu v induktore
Výkon rozptýlený v induktore je spôsobený hlavne dvoma zdrojmi: indukčným jadrom a vinutiami.
Rôzne indukčné jadrá
Jadro induktora: Strata energie v jadre induktora je spôsobená hysteréziou a stratami vírivých prúdov. Magnetické pole pôsobiace na magnetický materiál sa zvyšuje, prechádza do úrovne nasýtenia a potom klesá. Ale pri znižovaní nesleduje pôvodnú cestu. To spôsobí straty hysterézie. Menšia hodnota hysterézneho koeficientu materiálov jadra vedie k nízkym stratám hysterézie.
Ďalším typom straty jadra je strata vírivými prúdmi. Tieto vírivé prúdy sú indukované v materiáli jadra v dôsledku zmeny rýchlosti magnetického poľa podľa Lenzovho zákona. Straty vírivých prúdov sú oveľa menšie ako straty hysterézie. Tieto straty sú minimalizované použitím materiálov s nízkym koeficientom hysterézy a laminovaného jadra.
Vinutia induktorov
Vinutia induktorov: V tlmivkách sa straty vyskytujú nielen v jadre, ale aj vo vinutích. Vinutia majú svoj vlastný odpor. Keď prúd prechádza týmito vinutiami, dôjde vo vinutiach k tepelným stratám (I ^ 2 * R). Ale s rastúcou frekvenciou sa odpor vinutia zvyšuje v dôsledku kožného efektu. Kožný efekt spôsobuje, že sa prúd sústreďuje na povrch vodiča ako na centrá. Takže efektívna plocha súčasnej nosnej oblasti klesá.
Tiež vírivé prúdy indukované vo vinutích spôsobujú, že prúd je indukovaný v susedných vodičoch, čo sa nazýva efekt blízkosti.
Vďaka prekrývajúcim sa vodičom v cievkach spôsobuje efekt blízkosti zväčšenie odporu vodiča vyššie ako v prípade účinku na pokožku. Straty vinutia sa znižujú pomocou pokrokových technológií navíjania, ako sú vinutia z tvarovanej fólie a lanka.
Dúfam, že môj článok bol poučný a zaujímavý. Takže tu je pre vás základná otázka - aká je úloha induktorov v elektrických obvodoch?
Odpovedzte prosím v sekcii komentárov nižšie.Môžete sa tiež podeliť o svoje postrehy týkajúce sa tohto článku a nápadov.
Fotografické úvery:
Rôzne induktory podľa 1.bp.blogspot
Induktor vzduchového jadra o i01.i.aliimg
Feromagnetické alebo železné induktory od agilemagco
Feritové jadro tlmivky podľa falkonakustika
Cievkové induktory od elektrovízia
Viacvrstvové induktory od elektronické výrobky
Tenkovrstvové induktory od mikrofabnh
Ako fungujú induktory indukčný ohrev dw
Rôzne indukčné jadrá od i01.i.aliimg
Vinutie induktora o stonessoundstudio
