Wat is Induktansie?

Wat is Induktansie?

Induktansie kom voor wanneer 'n verandering in stroomvloei benut word om seinne met 'n hoër frekwensiekomponent te voorkom terwyl seinne met laer frekwensiekomponente toegelaat word om deur te gaan. Dit is waarom induktors soms as "chokes" (stremmers) verwys word, omdat hulle effektief hoër frekwensies strem. 'n Algemene toepassing van 'n stremmer is in 'n radio-versterker-biasing-sirkel waar die kollektor van 'n transistor met 'n DC-spanning gevoed moet word sonder om die RF (radio frekwensie) sein terug na die DC-bron te laat vloei.

Stel jou 'n draad voor van 1,000,000 myl (ongeveer 1,600,000 kilometer) lank. Stel nou dat ons hierdie draad in 'n groot lus maak en dan die eindes daarvan aan die terminale van 'n batterij verbind soos in Figuur 1 getoon, wat stroom deur die draad dryf.

As ons 'n kort draad vir hierdie eksperiment gebruik het, sou die stroom onmiddellik begin vloei, en dit sou 'n vlak bereik beperk slegs deur die weerstand in die draad en die weerstand in die batterij. Maar omdat ons 'n uitermate lank draad het, vereis die elektrone 'n tyd om hul weg van die negatiewe batterijterminal, rond die lus, en terug na die positiewe terminal te werk. Daarom sal dit 'n tyd neem vir die stroom om op sy maksimumvlak te bou.

Die magneetveld wat deur die lus geproduseer word, sal klein begin, gedurende die eerste paar oomblikke wanneer stroom slegs in 'n deel van die lus vloei. Die veld sal groei terwyl die elektrone rond die lus beweeg. Eenmaal die elektrone die positiewe batterijterminal bereik sodat 'n konstante stroom rond die hele lus vloei, sal die hoeveelheid van die magneetveld sy maksimum bereik en afvlak, soos in Figuur 2 getoon. Op daardie tyd sal ons 'n sekere hoeveelheid energie in die magneetveld gestoor hê. Die hoeveelheid gestore energie hang af van die induktansie van die lus, wat afhang van sy algehele grootte. Ons simboliseer induktansie, as 'n eienskap of as 'n wiskundige veranderlike, deur 'n kursief, hoofletter L te skryf. Ons lus vorm 'n induktor. Om "induktor" te verkort, skryf ons 'n hoofletter, nie-kursief letter L.

Figuur 1. Ons kan 'n groot, denkbeeldige lus van draad gebruik om die beginsel van induktansie te illustreer

Duidelik kan ons nie 'n draadlus maak wat naby 1,000,000 myl in omtrek meet nie. Maar ons kan redelik lank lengtes van draad in kompakse spoels wind. Wanneer ons dit doen, neem die magneetvloei vir 'n gegewe lengte draad toe in vergelyking met die vloei wat deur 'n enkel-lus-lus geproduseer word, en dit verhoog die induktansie. As ons 'n ferromagnetiese staaf, bekend as 'n kern, binne 'n spoel draad plaas, kan ons die vloei digtheid verhoog en die induktansie nog meer verhoog.

Ons kan waardes van L baie keer groter bereik met 'n ferromagnetiese kern as met 'n soortgelyke grootte spoel met 'n lugkern, 'n soliede plastiek kern, of 'n soliede droë houten kern. (Plastiek en droë hout het permeabiliteitswaardes wat weinig verskil van lug of 'n vakuum; ingenieurs gebruik soms hierdie materiaal as spoelkerns of "forms" om strukturele rigideid aan die windinge by te voeg sonder om die induktansie beduidend te verander.) Die stroom wat 'n induktor kan hanteer, hang af van die diameter van die draad. Maar die waarde van L hang ook af van die aantal windinge in die spoel, die diameter van die spoel, en die algehele vorm van die spoel.

As ons alle ander faktore konstant hou, verhoog die induktansie van 'n spiraalspoel direk proporsioneel tot die aantal windinge van draad. Induktansie verhoog ook direk proporsioneel tot die diameter van die spoel. As ons 'n spoel met 'n sekere aantal windinge en 'n sekere diameter "uitstrekkend" terwyl ons alle ander parameters konstant hou, gaan sy induktansie af. Omgewys, as ons 'n verlengde spoel "saamdring" terwyl ons alle ander faktore konstant hou, verhoog die induktansie.

Onder normale omstandighede bly die induktansie van 'n spoel (of enige ander tipe toestel ontwerp om as 'n induktor te funksioneer) konstant, ongeag die sterkte van die sein wat ons toepas. In hierdie konteks verwys "abnormale omstandighede" na 'n toegepas sein so sterk dat die induktor draad smelt, of die kernmateriaal te veel verhit. Goede ingenieursverstand vra dat sulke toestande nooit in 'n goed-ontwerp elektriese of elektroniese stelsel moenie voorkom nie.

Figuur 2. Relatiewe magneetvloei in en rond 'n groot lus van draad verbonden aan 'n stroombron, as 'n funksie van tyd.

Verklaring: Respekteer die oorspronklike, goede artikels wat deelbaar is, as daar inbreuk is word gedoen kontak ons asb. vir verwydering.