Wat is een inductor?

Originele Bingsen industriële besturing

Inductantie is een fysische eigenschap van een circuit die beschrijft hoe circuitcomponenten weerstand bieden aan veranderingen in stroom en spanning opwekken. Om dit concept in detail en in begrijpelijke taal uit te leggen, zullen we het in verschillende delen behandelen:

1. Stroom en magnetisch veld
Ten eerste is het belangrijk te begrijpen dat wanneer er stroom door een draad loopt, er een magnetisch veld ontstaat. Dit is een fundamenteel principe van elektromagnetisme. De sterkte van een magnetisch veld hangt af van de grootte van de stroom: hoe groter de stroom, hoe sterker het opgewekte magnetische veld.

2. Elektromagnetische inductie
Vervolgens introduceren we elektromagnetische inductie. De wet van Faraday over elektromagnetische inductie stelt dat een veranderend magnetisch veld spanning kan opwekken in omringende geleiders. Dit betekent dat als er een magnetisch veld is en de intensiteit ervan verandert, dit spanning kan "opwekken" of "induceren" in nabijgelegen draden.

3. De functie van inductantie
Hoe werkt inductie dan precies? Wanneer je een draad (zoals een spoel) hebt en daar elektriciteit doorheen stuurt, ontstaat er een magnetisch veld. Als de stroomsterkte verandert (toeneemt of afneemt), verandert ook het magnetische veld eromheen. Volgens de wet van Faraday wekt dit veranderende magnetische veld een geïnduceerde spanning op in de draad, die probeert de oorspronkelijke stroomsterkte te behouden. Dit verschijnsel is een manifestatie van inductie.

Als de stroomsterkte toeneemt, genereert de spoel een omgekeerde spanning, waardoor de stroomsterkte afneemt. Als de stroomsterkte afneemt, genereert de spoel een voorwaartse spanning, waardoor de stroomsterkte toeneemt. Daarom worden spoelen soms omschreven als de "traagheid" van de stroom, die veranderingen in de stroomsterkte tegenwerken.

4. Spoel en inductantie
In de praktijk worden draden meestal tot spoelen gewikkeld om het inductie-effect te vergroten. Elke draad in de spoel beïnvloedt de andere draden door het magnetische veld dat door aangrenzende spoelen wordt opgewekt, waardoor de inductantie van de gehele spoel veel groter wordt dan die van een rechte geleider.

5. Aanvraag
Inductoren hebben veel praktische toepassingen. Zo kunnen ze in elektrische apparatuur worden gebruikt om spanningsschommelingen af ​​te vlakken; in draadloze communicatieapparatuur worden ze samen met condensatoren gebruikt om oscillatiecircuits te creëren die signalen van specifieke frequenties kunnen filteren.

(1) Vermogensfilter
Inductoren worden in voedingscircuits gebruikt, met name in schakelende voedingen, om stroom en spanning te egaliseren, ruis en spanningspieken te verminderen. Ze worden gebruikt om hoogfrequente ruis te onderdrukken en stabiele gelijkstroom aan circuits te leveren.
(2) Resonantiekring en frequentieselectie
Inductoren en condensatoren worden samen gebruikt om resonantiekringen te creëren waarmee signalen op specifieke frequenties kunnen worden geselecteerd of versterkt. Dit is erg belangrijk in draadloze communicatieapparaten zoals radio's en mobiele telefoons, omdat het kan worden gebruikt voor frequentiefiltering en afstemming.

(3) Energieopslag en -overdracht
Inductoren fungeren als energieopslagcomponenten in circuits, met name in pulsstroomvoorzieningen en toepassingen voor tijdelijke energieopslag. In transformatoren worden inductoren gebruikt om energie over te dragen tussen verschillende circuits door middel van magnetische koppeling en om veranderingen in spannings- en stroomniveaus mogelijk te maken.
(4) Stroombegrenzing en overstroombeveiliging
In de start- en voedingscircuits van elektromotoren kunnen inductoren de snelheid waarmee de stroom toeneemt en de piekstroom beperken, waardoor overstroombeveiliging wordt geboden en schade aan het circuit wordt voorkomen.

(5) Signaalverwerking
Bij analoge signaalverwerking worden inductoren gebruikt om hoogfrequente signalen te filteren, impedantie aan te passen en signalen te vertragen. Ze komen veelvuldig voor in diverse filterontwerpen.
(6) Onderdrukking van elektromagnetische interferentie (EMI)
Inductantie wordt gebruikt om elektromagnetische interferentie (EMI) te onderdrukken en te filteren. Dit voorkomt dat ruis het circuit binnendringt en dat er ruis uit het circuit wordt uitgezonden, waardoor interferentie met andere apparaten wordt vermeden.

(7) Sensoren
In sommige sensortechnologieën worden inductoren gebruikt om veranderingen in magnetische velden te detecteren, die verband kunnen houden met positie, snelheid of andere fysische grootheden.
(8) Correctie van de arbeidsfactor
In wisselstroomsystemen worden inductoren en condensatoren samen gebruikt om de arbeidsfactor te verbeteren, het reactieve vermogen te verminderen en zo de efficiëntie van het gebruik van elektrische energie te verhogen.

6. Meeteenheid
De eenheid van inductantie is Henry (H), genoemd naar de Amerikaanse wetenschapper Joseph Henry. Als de inductantie van een spoel 1 Henry is, dan zal elke keer dat de stroom verandert met een snelheid van 1 ampère per seconde, een geïnduceerde spanning van 1 volt op de spoel worden opgewekt.

samenvatting
Inductantie is dus een eigenschap van een component die veranderingen in stroom tegenwerkt door een omgekeerde spanning binnen de component te genereren om snelle stroomveranderingen te neutraliseren. Dit eenvoudige principe heeft een breed scala aan toepassingen in de elektronische technologie en elektrotechniek, van de meest eenvoudige stroomfiltering tot complexe radiofrequentie-afstemming.