İndüktörler - ne için kullanılırlar? [kapalı]


16

İndüktörler ne zaman kullanılır? Elemanların fiziksel özellikleri göz önüne alındığında, devrelere uygulanması oldukça zor olduğunu okudum. Ayrıca, indüktörlerin devrelere yerleştirilmesi durumunda, onları aslında düz bir şekilde yerleştiren ve etrafına bir düzlem üzerinde bobinler yerleştiren bir imlpementasyon yöntemi olduğunu, ancak görünüşe göre çok yaygın olmadığını okudum.

Endüktörlerin birkaç kablosuz uygulamada biraz kullanıldığını gördüm, ancak çok fazla değil. İndüktörlerin filtrelerde kullanılabileceğini biliyorum, ancak çok daha hassas ve kolayca kullanılabilen kapasitörler de kullanılabilir.

Kısacası, indüktörler gerçekten kullanılır için ?


2
İndüktörler nedir ve amaçlarının ne olduğunu sormak daha uygun olabilir, ancak uygulamaları ne kadar geniştir .
Iancovici

İndüktörlerin ne olduğunu biliyorum ve genel olarak akım / gerilim karakteristikleri açısından nasıl çalıştıklarını biliyorum. Ne için kullanıldıklarını merak ettim. Tüm uygulamaları değil, bazı uygulamaları arıyordum.
sherrellbc

2
Hangi kapasitörlerin ne için kullanıldığını anlıyor musunuz? İndüktörler, kapasitörlerin elektriksel çiftidir ve kapasitörlerin voltaja yaptıkları, indüktörlerin akıma yaptığı, kapasitörlerin paralel olacağı, indüktörlerin seri olacağı vb.Gibi benzer şeyler için kullanılır.
Phil Frost

Yanıtlar:


16

Güzel soru .. yaygın bir kullanım bir filtre içinde. Bir kondansatör, yüksek frekanslı bir sinyali kolayca geçer, ancak düşük frekanslı olanlara direnir. Bir indüktör tam tersini yaparken: düşük frekansı kolayca geçer ve yüksek frekansı engeller. Aslında, çoğu hoparlör muhafazasının içinde woofer'da düşük frekanslı enerjiyi woofer'a geçirmek için kullanılan bir indüktör bulunurken, yüksek frekanslı enerjiyi tweeter'e iletmek için tweeter ile bir kondansatör kullanılır.

Bir indüktör kullanmanın nedeni, yüksek frekanslı enerjiyi "tüketmemesi" veya "atmaması", sadece geçmesini engellemesidir, böylece enerji daha sonra kapasitörden tweeter'e geçebilir.

Genel olarak, bir indüktörün davranışı bir kapasitörün ikilisidir, bu yüzden birini gerektiren çoğu işlev diğerini kullanarak uygulanabilir, ancak farklı bir düzenlemede. Ancak bu her zaman doğru değildir. Örneğin, yalnızca düşük frekanslı enerji almak istiyorsanız, bir direnç ve ardından toprağa bir kondansatör koyabilirsiniz. Yüksek frekanslı enerji kapasitörden "kısa devre" geçirilecek ve voltajın büyük bir kısmını direnç üzerinden düşürecek (bu da yüksek frekans sinyalini ısıya dönüştürecektir), kapasitör üzerinde çok az genlik bırakacaktır. Sadece bilgi istiyorsanız iyi çalışır, bu yüzden yüksek frekanslı enerjiyi boşa harcamak uygundur .. ancak hoparlörler söz konusu olduğunda, bu yüksek enerjiyi hoparlör kutusuna almak çok fazla iş gerektirdi, bu yüzden filtrelemek için bir yola ihtiyacınız var enerjisini kaybetmeden!

Bu, dirençler ile kapasitörler ve endüktörler arasında temel bir fark yaratır. Dirençler, aralarındaki gerilimi, içinden geçen akımın zamanına dönüştürür. Ancak kapasitörler ve indüktörler bunu yapmaz! İdeal versiyonlar elektrik enerjisinin hiçbirini ısıya dönüştürmez. Gerçek olanlar, aralarındaki voltajın bir yüzdesini aralarındaki akımın zamanına dönüştürse de, bu yüzde voltaj / akımın frekansına göre değişir.

İndüktörlerin bir başka yaygın kullanımı osilatörlerdir .. her iki uçta birbirine bağlı bir indüktör ve bir kapasitör hayal edin - her ikisinin de aynı miktara karşı koyduğu bir frekans var! Buna kombinasyonun rezonans frekansı denir. Başladıktan sonra, kapasitörün voltaj akımı, voltaj sıfıra ulaşıncaya kadar indüktörde akmaya zorlar - ancak şimdi indüktör akımın akmaya devam etmesini ister, bu yüzden kapasitörü şarj eder ve biter , ama daha önce sahip olduğu ters gerilime. Akım sıfıra ulaştığında, kapasitör tekrar akımı zorlamaya başlar ve birikir .. ama eskisi gibi ters yönde .. ve aynı şey tekrar eder ..

İndüktör ve kapasitör mükemmel olsaydı, bu sonsuza kadar devam ederdi ... ama ikisi de biraz enerjiyi kaybeder, ısıya dönüşür .. böylece her tekrarda voltajlar ve akımlar daha azdır. osilatör, daha sonra her döngüden sonra kaybedilen enerjiyi yenilemenin bir yoludur.

Üçüncü yaygın kullanım, özellikle anahtarlama güç kaynaklarında bir enerji depolama cihazı olarak kullanılır. Bu durumda, bir DC güç kaynağının işlevi sürekli akım sağlamaktır. Aynı zamanda bir giriş voltajı kaynağı ile çıkış voltajı beslemesi arasında gitme işlevine sahiptir. Yani, yüksek frekansı bloke etmesi gerçeği şu şekilde görülebilir: üzerindeki voltaj aniden değiştiğinde, içinden geçen akım değişmez .. bunun yerine, akım sadece farklı olmaya başlar. Bu nedenle, voltajı çok hızlı bir şekilde çok yüksek, sonra sıfıra, sonra çok yüksek, sonra sıfıra değiştirirseniz, akım yükselmeye başlar, sonra aşağıya inmeye başlar, ancak iki voltajdan sadece birini çok kısa sürede, akım her iki yönde de çok fazla değişmez. Eğer yüksekte bıraktığınız aynı zamanda yüksek bırakırsanız, akım ortalanır ve sabit kalır. Bu akım güç kaynağından alınan akımla eşleşirse, kaynağın çıkış voltajı sabit kalacaktır. Şimdi, yüksek voltajı topraktan biraz daha uzun bir süre bıraktığınızı hayal edin - akım, birçok tekrarlama sırasında yavaşça artacaktır. Yük aynı akımı almaya devam ederse, ekstra akım çıkış ve toprak arasındaki kapasitörü şarj ettiğinden, beslemenin çıkış voltajı yavaşça artacaktır. Bir anahtarlama kaynağı, büyük giriş voltajını daha küçük bir çıkış voltajına dönüştürmek için bir indüktörü bu şekilde kullanır. Çıkış voltajını algılayan ve istenen voltaja kıyasla bir devre vardır ve indüktöre toprağa karşı yüksek giriş voltajının ne kadar süre verileceğini ayarlar,

Bunlar sadece üç yaygın kullanımdır .. ancak bazı egzotik devreler, bir indüktörün transfer fonksiyonunu tuhaf şekillerde kullanır (örneğin, giden enerjinin hassas alıcıyı üflemesini engellemek için "direksiyon" devresinin bir parçası olarak eski radarda ). Ayrıca bir kondansatörün bir indüktör gibi devreye bakmasını sağlayabilen "gyrator" a bakın (ve tersi)!


1
@echad, birincisi, uzun cevapları seviyorum.
Stephen Melvin

6

Bir kondansatörde depolanan enerji tekrar girildiği ters yönde çıkar.

İndüktörün saklanan Enerji çıkar aynı o gitti olarak yön.

Bu, enerjinin belirli bir frekansta bir kondansatör bir indüktör arasında dolaştığı rezonant LC devreleri oluşturmanıza izin verir: bu, bir radyo alıcı devresinin geleneksel temelidir.

LC filtreleri, geçtikleri sinyalden RC filtrelere göre daha az enerji kaybedebilir.

Akım darbeleri bir indüktöre göndererek, belirli bir hedef DC değerine etkili bir şekilde filtreleyerek kayıpsız güç voltaj dönüşümü "takviye" ve "buck" dönüştürücüler de oluşturabilirsiniz.


Daha önce bir kova dönüştürücü ile ilgili bir devre sorusu gördüm ama onu aramak için hiç etrafımda olmadı. Akım değiştiğinde (örneğin, durduğunda) indüktörün karşı gerilimi (arka EMF?) Ne kadar sürer? Üretilen manyetik alanın orantılı olacağı için endüktans ve muhtemelen o andaki akımla orantılı olduğunu düşünüyorum. Her neyse, darbeler oldukça hızlı olmalı, çünkü arka EMF muhtemelen çok hızlı bir şekilde bozunuyor.
sherrellbc

Ters / aynı yönde akan enerjiyle ilgili ne demek istediğinizi anlamakta zorlanıyorum . Belki de s / enerji / akım / ile daha mantıklıdır?
Phil Frost

Ters / aynı yönde akan akım daha anlamlı olabilir, ancak akımı depolamaktan bahsetmek mantıklı değildir. Bunun için iyi bir metaforu birkaç satıra sığdırmak oldukça zordur.
pjc50

@ pjc50 kuyusu, bir kondansatör voltaj değişikliklerine karşı koyar ve bunu yapmak için gerekli her türlü akımı (her iki yönde) üretir. Bir indüktör aynı şeyi yapar, ancak akım ve voltaj değiştirilir. Bir kondansatördeki akım, bir indüktördeki akıma benzemediğinden, her birinde akım hakkında düşünmeye çalışmak zor; ama voltaj. Yani, endüktif tekme, sizin tanımladığınız gibi akımın bir kapasitörde yaptığı gibi "diğer yönde çıkan" voltajdır.
Phil Frost

4

Ve ayrıca işlev göstermek için bir indüktör (bir tel bobini) kullanan cihazları da ele alalım. Bunları daha önce görmüş olmanız gerektiğinden eminim.

Röleler, solenoidler, hoparlörler (kulaklıklar dahil), hareketli bobin mikrofonları, transformatörler, elektro-mıknatıslar, motorlar vd.

resim açıklamasını buraya girin

Birkaç örnek.


4

Bu basitleştirilmiş anahtarlama regülatörünü düşünün:

resim açıklamasını buraya girin

MOSFET Q1'e uygulanan kare dalga Vin'i kare bir dalgaya keser ve L1-C1 filtresine uygular. (D1, Q1 kapanma zamanı sırasında indüktör voltajını kelepçeleyerek anahtarlama düğümünün çıkışa göre aşırı negatif olmasını önler.) Bu kare dalganın ortalaması yüke sağlanan enerji olacaktır, ancak çoğu yük keskin kenarlı titreşimli DC gibi. İndüktör, akımın yükselme hızını çok daha düşük bir değere yavaşlatır ve enerji depolar, böylece anahtar kapalıyken kondansatöre ve yüke enerji kaynağı olur. Kondansatör, Q1'in durumuna bakılmaksızın her zaman kontrollü bir şarj akımı görür, bu da çıkışı DC'ye yakın bir şekilde yakınlaştırır (DC sinyalinde çok küçük bir üçgen AC sinyali).

Kare dalgaları makul bir DC çıkışına dönüştüren akım filtrelemesinin (indüktör tarafından sağlanan) artı voltaj filtrelemesinin (kapasitör tarafından sağlanan) bu kombinasyonudur. C1'in şarj ve deşarj oranını kontrol eden indüktör olmadan, çıkış regülatörün kare dalga girişine benzemez, Q1 açıkken kondansatör aniden Vin'ye şarj olurken Q1 açıkken hızlı deşarj olduğu için ağır akım çekilir C1 üzerindeki voltajı korumaya yardımcı olan akım kaynağı olmadığından kapalıdır.


Bileşen Q1 olarak adlandırılabilir mi?
Stephen Melvin

2

Farklı gerilimlere sahip iki düğümü bağlamak istediğinizde, akımı bir şekilde sınırlamanız gerekir, aksi takdirde büyük ani artışlar elde edersiniz. İndüktörler, akım direncini, bir direnç gibi, ısı olarak yakmadan (çoğu) kapatır. Esasen, kısa bir büyük akım darbesi almak yerine, aynı ortalama akımı daha uzun süre yayırsınız. Bu, tüm güç aktarımının RMS'sini düşürerek ısı kayıplarını ve EMI / RFI gürültüsünü azaltır.

Bunun için yaygın uygulamalar DC / DC dönüştürücüler , AC / DC dönüştürücüler , AC / AC dönüştürücüler ve DC / AC dönüştürücüler de dahil olmak üzere güç kaynaklarıdır. . Temel olarak, bir voltajdan diğerine dönüştürmek istediğinizde, bağlantı yapıldığında büyük akım ani yükselme riskiniz vardır. İndüktörler bu ani artışları ortadan kaldırarak akım akışını sınırlar.

Şoklar, öngörülemeyen sinyallerdeki filtrelerde beklenmedik akım yükselmelerinin ekipmanı etkilemesini önlemek için de yararlıdır. Bu tür indüktör, ihtiyaçlarınıza bağlı olarak birçok boyutta da mevcuttur.


0

Basit terimlerdeki indüktörler

  1. İndüklenmiş EMF (jeneratörler, ters beslemeler, transformatörler için).
  2. Manyetizma

Bütün amaç endüktans yani manyetizmadır ve bu nedenle çekirdek değişir. Buna fizik perspektifinden bakmak zorundasınız, cevap tam size bakıyor. Elektronik sadece uygulama tarafıdır.

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.