Mi az induktancia?

Mi az indukció?

Az indukció akkor jelenik meg, amikor a folyamváltozás kihasználása célja, hogy a magasabb frekvenciájú jeleket gátolja, miközben a alacsonyabb frekvenciájú jelek áthaladjak. Ezért hívják néha az induktorokat "szűkítőnek", mert hatékonyan szűkítik a magasabb frekvenciákat. A szűkítők gyakori alkalmazása egy rádióerősítő polarizálási körben, ahol a tranzisztor kollektornak DC feszültséggel kell ellátni, anélkül, hogy az RF (rádiófrekvenciás) jel visszaérjen a DC tápegységbe.

Képzeljünk el egy 1 000 000 mérföldes (kb. 1 600 000 kilométeres) hosszúságú drót. Képzeljük, hogy ezt a drót egy óriási hurokba alakítjuk, majd a végeit egy akkumulátor termináljaihoz kötjük, ahogyan a 1. ábrán látható, így áramot vezetünk a drón keresztül.

Ha rövid drótot használnánk ebben a kísérletben, az áram azonnal elkezdene folytatni, és a folyamcsere csak a dróton belüli ellenállással és az akkumulátor ellenállással korlátozódna. De mivel rendkívül hosszú dróttal dolgozunk, az elektronoknak időre van szükségük, hogy a negatív akkumulátor terminálról, a hurokon keresztül, vissza a pozitív terminálra jussanak. Ezért időbe telik, míg az áram felépül a maximális szintjére.

A hurokkal létrehozott mágneses mező kezdetben kicsi lesz, amikor az áram csak a hurok részén folyik. Ahogy az elektronok körbefutnak a hurokon, a mező erősödni fog. Amikor az elektronok elérhetik a pozitív akkumulátor terminált, és állandó áram folyik a teljes hurokon, a mágneses mező mennyisége elérni fogja a maximumát, ahogyan a 2. ábrán látható. Ekkor bizonyos mennyiségű energiát tárolunk a mágneses mezőben. A tárolt energia mennyisége függ a hurok indukciójától, ami a hurok teljes méretétől függ. Az indukciót tulajdonságként vagy matematikai változóként a dőlt, nagybetűs L-vel jelöljük. A hurok egy induktor. Az "induktor" rövidítése a nem dőlt, nagybetűs L.

1. ábra. Használhatunk egy óriási, képzeletbeli dróthurokot, hogy illusztráljuk az indukció elvét.

Természetesen, nem tudunk 1 000 000 mérföldes kerületű dróthurokot készíteni. De kompakt teherhelyekre tudunk viszonylag hosszú dróteket tollani. Ha ezt tesszük, a mágneses flukus növekedni fog adott dróthossz esetén, összehasonlítható egyetlen fordulattal rendelkező hurokkal, ezáltal növelve az indukciót. Ha egy ferromágneses aljat, amit aljaként nevezünk, helyezünk egy dróthurok közepére, tovább növelhetjük a flukussűrűséget és az indukciót is.

Számos alkalommal sokkal nagyobb L értékeket tudunk elérni ferromágneses aljakkal, mint hasonló méretű, levegő, szilárd műanyag vagy szilárd, száraz fa aljakkal rendelkező hurokoknál. (A műanyag és a száraz fa permeabilitása jelentősen nem tér el a levegőtől vagy a vakuumtól; a mérnökök néha ezeket anyagokat hurok aljaként vagy "formaként" használják, hogy strukturális merevséget adjanak a tollásoknak anélkül, hogy jelentősen megváltoztassák az indukciót.) Az áram, amit egy induktor kezelhet, a drótszélességtől függ. De az L érték a hurok fordulatainak, a hurok átmérőjének és a hurok teljes formájának függvénye is.

Ha minden más tényezőt állandón tartunk, a csavarvonalú hurok indukciója arányosan nő a drótfordulatok számával. Az indukció arányosan nő a hurok átmérőjével is. Ha egy hurokot "nyújtunk ki" adott drótfordulatokkal és adott átmérővel, miközben minden más paramétert állandón tartunk, az indukció csökken. Fordítva, ha egy hosszú hurokot "összeszorítunk" minden más tényező állandó maradása mellett, az indukció növekszik.

Általános körülmények között, a hurok (vagy bármilyen más eszköz, amelyet induktorként terveztek) indukciója állandó marad, függetlenül attól, hogy milyen erős jelet alkalmazunk. Ebben a kontextusban "nem általános körülmények" azt jelentik, hogy olyan erős jelet alkalmazunk, amely miatt a hurok dróta olvad, vagy az alja túlságosan melegszik. Jó mérnöki érzékelés szerint ilyen körülmények sosem jelenhetnek meg jól tervezett elektromos vagy elektronikus rendszerben.

2. ábra. A relatív mágneses flukus egy óriási dróthurokban és annak körül, amihez áramforrás csatlakoztatva van, az idő függvényében.

Nyilatkozat: Tiszteletben tartsa az eredeti, jó cikkek megosztásra méltóak, ha sérülés esetén kérjük, lépjen kapcsolatba a törlésért.