Inductantie spoel

De inductor is een onderdeel van een elektrisch circuit dat bijdraagt ​​aan de accumulatie van magnetische veldsenergie. Met het gebruik van producten vervaardigd oscillerende resonantiecircuits. De spoel wordt genoemd omdat een draad rond de kernhaspel is gewikkeld. Vaak worden in radio-engineering elementen inductanties genoemd. Bij de gelegenheid passen de ontwerpen soms een beetje op een spoel.

De geschiedenis van het maken van inductoren

-inductoren zijn met een vast aantal draden gewikkeld. Dit feit is verborgen in de lessen van de natuurkunde, waardoor de studenten geen hersens hoeven te scoren. Dan gissen de arme kerels, proberend de betekenis van de term bifilair motorwikkeling te vangen. Er zijn meer threads, ze geven inductoren vrij:

• zijn trifilair;
• tetraphilar;
• pentafilar.

Conventionele inductoren worden unifilar genoemd - een draad met enkele draad. Er rijst onmiddellijk een eerlijke vraag - waarom constructies? De uitvinder van de inductor is onbekend. Antwoorden geven, Tesla is schuldig. .. verre van de waarheid.

Eén expert op Mail.ru - het is mogelijk, de beheerder van de bron - antwoordde: Michael Faraday is de vader van de inductoren, naar verluidt geopend magnetische inductie( volgens de Engelstalige Wikipedia-pagina).De conclusie suggereert dat de historicus de vraag niet bezit. De belangrijkste reden om "Answers" Mile te bekritiseren is incompetentie. Faraday ontdekte inductie door een torusvormige transformator toe te passen met twee geïsoleerde wikkelingen. Het ontwerp is veel ingewikkelder dan de spoel, het fenomeen ging gepaard met de output van een stroomstoot toen het magnetische veld van de kern werd veranderd.

Beschreven in 1831, werd de eerste elektromagneet ontworpen door William Sturgeon, een weinig bekende in Rusland. Weet je hoe het apparaat eruit zag? Dat klopt - een inductiespoel van 18 windingen van blank koperdraad met een goed gelakte ferromagnetische, paardenvormige, hoefijzervormige kern. Bij het passeren van een stroomopwinding werd ijzer in het gebied aangetrokken door het apparaat. Historici beschouwen 1824 als het jaar waarin de eerste elektromagneet werd gepubliceerd. Eerder dan Faraday begon met experimenten.

Mentor Humphrey Davy beschouwde plagiaat als werk. De student durfde niet verder te gaan, om openlijk in conflict te komen. Het bleek dat in 1829 de ontijdige Humphrey Davy stierf, waardoor Michael Faraday zijn werk hervatte. Daarom beschouwen wij de magere informatie van de runet over de kwestie die wordt overwogen niet als incorrect. De tweede reden ligt in galvanometers: de eerste werd ontworpen op 16 september 1820 door Johann Schweiger. Een jaar later perfectioneerde de grote Ampère het apparaat, raad eens wat deel uitmaakte van de nieuwigheid? Dat klopt - een inductiespoel die is opgebouwd uit verschillende draadwikkelingen.

In 1826 ontlaadde Felix Savary een Leidse pot door verschillende draadwikkelingen rond een stalen naald gewikkeld. Het observeren van de resterende magnetisatie van het metaal. In feite creëerde Savary het eerste oscillatiecircuit en trok correct conclusies over de processen die plaatsvonden.

Michael Faraday is machteloos om de uitvinder van inductie te worden. Integendeel, de wetenschapper werkte in deze richting, deed wat onderzoek, ontving een nieuwe wet met betrekking tot elektromagnetisme. Als gevolg hiervan wordt de vraag van de uitvinder van de inductor open gelaten. We wagen om te suggereren dat het onderwerp twee vaders heeft:

1. Laplace, op basis van het rapport van Oersted, suggereerde dat het effect van de stroom op de magnetische naald kan worden versterkt door de draad te buigen.
2. Schweiger implementeerde wat hij in de praktijk hoorde door 's werelds eerste galvanometer te maken, met behulp van Ampere's rapporten over de afhankelijkheid van de uitwijkingshoek van de pijl op de stroomsterkte.

Het ontwerp van de inductor

Een rond magnetisch veld wordt gecreëerd rond een rechte geleider met gelijkstroom. Spanlijnen lijken op een spiraal. Iemand gokte om de draad in een ring te rollen, zodat de bijdrage van de elementaire segmenten in het midden zou liggen. Als gevolg hiervan is het magnetische veld in de structuur veel hoger dan de buitenkant. Lijnen worden visueel waargenomen op ijzervijlsel. Op Youtube zijn er veel rollen, waar stroom door de inductantie wordt geleid, wat de ordelijke oriëntatie van het metaalstof op het moment van contactsluiting aantoont. Het ontwerp kan een magnetisch veld opslaan voor de toekomst zoals een condensator die een lading verzamelt. Spoelen worden alleen inductanties genoemd, die het wikkelen van geverniste draad bevatten. In microstriptechnologie zijn gespoten elementen voor het opslaan van een magnetisch veld logisch om inductiviteiten aan te roepen.

Als in een spoel, net zoals in die gebruikt door naaisters, meerdere windingen van de draad één voor één naast elkaar schikt zodat de as gemeenschappelijk is, worden de magnetische veldsterktelijnen toegevoegd. De eenvoudigste inductantie die in staat is om de energie van een magnetisch veld op te slaan. Met een plotseling verlies van spanning is het omgekeerde emf fenomeen algemeen bekend bij de technicus. Het is de oorzaak van vonkende collectoren. Een gelakt( gelakt) koperdraad met de gewenste doorsnede wordt gebruikt. Het aantal beurten, de vorm van de kern, wordt bepaald door voorlopige berekeningen of door het bestaande monster.

Counter-EMF is parasitair, om constant te blussen met de spoel is een container van een grotere maat bedoeld om de totale reactantie te onderschatten. De inductantie-impedantie wordt ingevoerd met een positief teken, capaciteit - met een negatieve. Tesla vond de spoel uit, nam het patent. Maar het ontwerp was een platte spiraal( labyrint) met dubbele winding. De wetenschapper toonde aan dat inductie tegelijkertijd wordt gekenmerkt door een aanzienlijke capacitieve weerstand, met het verdwijnen van de spanning, manifesteert het omgekeerde EMF fenomeen zich niet.

Bifilar coils worden tegenwoordig veel gebruikt. Wat de EMF aan de achterkant betreft, veroorzaakt dit ontbranding van ontladingslampen( daglicht).Laten we teruggaan naar het ontwerp. In de eerste elektromagneet is de draad kaal, moderne inductors zijn met een wond vernist. Dunne isolatie, indien nodig, kan gemakkelijk worden verwijderd( bijvoorbeeld met giftig mierenzuur), in de begintoestand wordt de structuur betrouwbaar tegen kortsluiting beschermd.

Binnenin de spoel bevindt zich een kern van ferromagnetisch materiaal. De vorm is niet belangrijk, de doorsnede is beter te nemen. Bij hoge frequenties bereikt de magnetische flux( zie spanningsconverter) het oppervlak van de kern, de betekenis van het gebruik van ferromagnetische legeringen verdwijnt, soms wordt messing gebruikt( zelfs composietmaterialen, diëlektrica).Vermindert inductantie, bij hoge frequenties is de opgeslagen stroom gedurende een periode klein. De truc is voorbij. Velen hebben een vraag - waarom hebben we een kern nodig?

De kern van de inductor fungeert als een ondersteunend, duurzaam frame en versterkt het magnetisch veld. Inductie houdt verband met de veldsterkte door de constante magnetische permeabiliteit van het medium. In ferromagnetische materialen is de parameter echt groot. Duizenden malen meer dan lucht, de meeste metalen. Met toenemende frequentie neemt de behoefte aan een kern af, treden enkele negatieve effecten op, waarvan er twee bijzonder belangrijk zijn:

1. zaagsel Het wisselend magnetisch veld induceert wervelstromen waardoor inductiekegels werken. Stel je het resultaat voor: wat voor soort kernverwarming zal veroorzaken. De aders van transformatoren zijn samengesteld uit speciaal elektrisch staal met hoge weerstand, opgesplitst in dunne platen, onderling geïsoleerd met een laag vernis. Opladen zal de invloed van wervelstromen sterk verminderen.
2. Het tweede effect wordt magnetisatieomkering genoemd. Het heeft een energieveld nodig, zorgt ervoor dat het materiaal verhit. Het fenomeen is kenmerkend voor ferromagnetische materialen, geëlimineerd door het gebruik van koper.

De microstriptechnologie zorgt voor de implementatie van inductanties in de vorm van platte spiralen: het geleidende materiaal wordt via een sjabloon( een mogelijke methode) op het substraat gesproeid. Herinnert aan de constructie Nikola Tesla. De waarde van de inductantiespoel is erg klein, anders is het niet nodig bij microgolffrequenties. De berekening wordt uitgevoerd volgens speciale mappen, hoewel ze voornamelijk worden gebruikt door ontwerpingenieurs.

Maak voor inductantie speciale apparaten die lijken op een draaiende haspel. De kern wordt op de as geplaatst met de begrenzer aan de zijkanten, de knop gedraaid, de meester neemt zorgvuldig het aantal omwentelingen in acht, meet de gewenste lengte. Langzaam, volgens de methode van de shuttle, beweegt de hand naar links-rechts, de spoelen liggen opeenvolgend in de juiste volgorde.

Waarom bifilaire inductoren gebruiken

Soms is een spoel gewikkeld in twee of meer draadfilamenten. Tesla-ontwerp toegepast om de capacitieve eigenschappen te vergroten. Als gevolg hiervan werd het mogelijk om materialen te besparen - zoals hierboven vermeld. Met betrekking tot de staat in het huidige stadium van technologieontwikkeling, kan de reden voor het maken van bifilar-spoelen de volgende zijn:

1. Eén wikkeling is geaard. Elimineert parasitaire tegen-EMF, veroorzaakt vonken, enkele andere negatieve effecten. Wanneer de spanning abrupt daalt, induceert het magnetische veld voor het grootste gedeelte een stroom in de geaarde wikkeling, omdat de weerstand van de schakeling de laagste is. Het effect van tegenemissie is gedoofd. In impulsrelais wordt de hulpwikkeling kortgesloten. De veldenergie is klein en wordt gedissipeerd door de actieve weerstand van koper in de vorm van warmte.
2. Tesla-ideeën worden niet vergeten. Vaak worden in de vorm van bifilair spoelen kleine weerstanden vervaardigd. Weerstand heeft vaak een vergelijkbare structuur. Bijvoorbeeld de beroemde MLT, tape op een keramische basis. Het idee is om de capaciteit te vergroten door de inductie te compenseren. De impedantie van de weerstand wordt puur actief. De betekenis van het evenement is geweldig bij het werken op wisselstroom. In de circuits van het constante imaginaire deel van de impedantie( reactantie) doet er niet toe.
3. In gepulseerde voedingseenheden varieert de spanning van één polariteit in amplitude. Laat bifilar transformator beschermen tegen het fenomeen van parasitaire back-EMF, redt de sleuteltransistor tegen afbraak. Extra wikkeling is geaard via de diode, heeft in de normale modus geen invloed op de werking van het apparaat. Counter-EMF heeft de tegenovergestelde richting. Als gevolg hiervan wordt de pn-overgang geopend, wordt het potentiaalverschil beperkt door een gelijk spanningsverlies. Voor silicium halfgeleiderdiodes is de waarde 0,5 V. Het is duidelijk dat de spanning de sleuteltransistor van vrijwel geen type kan penetreren.
4. De ideeën van Tesla worden gebruikt bij het maken van perpetuum mobile-machines( in de literatuur: CE-superunit-apparaten, met een efficiëntie hoger dan 1).De mogelijkheid om de reactantie te elimineren, wordt gebruikt om het werkproces te idealiseren.

Parameters van inductoren

Het belangrijkste kenmerk van spoelen is inductie. Fysieke hoeveelheid, in SI, gemeten Gn( Henry), karakterisering van de grootte van de imaginaire component van de weerstand van de structuur. De parameter geeft aan hoeveel magnetisch veld de spoel zal opslaan. Voor de eenvoud wordt de periode-energie als evenredig beschouwd met het product van LI2, waarbij L de inductantie is en I de stroom is die in het systeem stroomt.

De theoretische berekening van de hoofdparameter van de spoelen wordt sterk bepaald door het ontwerp. Speciale methodologische hulpmiddelen worden uitgegeven, de formule( zie figuur: S is het oppervlak van de wikkeldoorsnede, l is de lengte van de spoel, N is het aantal windingen van draad, in de formule is de magnetische constante en de magnetische permeabiliteit van de kern) op de afbeelding, een specifieke variant. Wanneer de inductantie op een spoel lijkt. Er zijn speciale programma's voor de personal computer die het proces vereenvoudigen.

De secundaire parameters van inductors omvatten:

• Kwaliteitsfactor. Karakteriseert het verlies van actieve weerstand.
• Eigen inductie( zie hierboven).
• Temperatuur stabiliteit parameters.