Induktorspule: Gerät, Funktionsprinzip, Zweck

Induktivitäten werden in der Elektrotechnik häufig als Energiespeicher, Schwingkreise, Strombegrenzung verwendet. Daher sind sie überall zu finden, von tragbarer Elektronik bis hin zu Umspannwerken in Form von riesigen Reaktoren. In diesem Artikel erklären wir Ihnen, was ein Induktor ist, wie er funktioniert und vieles mehr.

Definition und Wirkprinzip

Ein Induktor ist eine Spule aus isoliertem, gewickeltem oder anderweitig gewickeltem Leiter. Hauptmerkmale und Eigenschaften: hohe Induktivität bei geringer Kapazität und aktivem Widerstand.

Es speichert Energie in einem Magnetfeld. In der folgenden Abbildung sehen Sie seine konventionelle grafische Bezeichnung auf dem Diagramm (UGO) in verschiedenen Typen und Funktionszwecken.

Es kann mit oder ohne Kern sein. Gleichzeitig ist die Induktivität mit einem Kern um ein Vielfaches größer, als wenn sie nicht vorhanden ist. Die Größe der Induktivität hängt auch vom Material ab, aus dem der Kern besteht. Der Kern kann massiv oder offen (mit einer Lücke) sein.

Erinnern wir uns an eines der Kommutierungsgesetze:

Der Strom in einer Induktivität kann sich nicht sofort ändern.

Dies bedeutet, dass eine Induktivität eine Art Trägheitselement in einem elektrischen Stromkreis (Reaktanz) ist.

Reden wir, wie funktioniert dieses Gerät? Je größer die Induktivität, desto mehr eilt die Stromänderung der Spannungsänderung nach, und in Wechselstromkreisen eilt die Stromphase der Spannungsphase nach.

Dies ist das Funktionsprinzip von Induktivitäten - die Ansammlung von Energie und die Verzögerung des Stromanstiegs im Stromkreis.

Dies impliziert auch folgende Tatsache: Bei einem offenen Stromkreis in einem Stromkreis mit hoher Induktivität steigt die Spannung an der Taste und bildet sich BogenWenn der Schlüssel ein Halbleiter ist, geht er kaputt. Um dies zu bekämpfen, werden Snubber-Ketten verwendet, meistens von Widerstand und Kondensatorparallel zum Schlüssel installiert.

Arten und Arten von Spulen

Das Spulendesign kann je nach Anwendung und Schaltungsfrequenz variieren.

Nach Häufigkeit kann es bedingt unterteilt werden in:

• Niederfrequenz. Ein Beispiel ist eine Leuchtstofflampendrossel, ein Transformator (jede Wicklung ist eine Induktivität), eine Drossel, EMI-Filter. Die Kerne bestehen meist aus Elektroband, bei Wechselstromkreisen aus Blechen (Blechkern).
• Hochfrequenz. Zum Beispiel Schleifenspulen von Funkempfängern, Kommunikationsspulen von Signalverstärkern, Speicher- und Glättungsdrosseln von Schaltnetzteilen. Ihr Kern besteht normalerweise aus Ferrit.

Die Ausführung unterscheidet sich je nach den Eigenschaften der Spule, beispielsweise kann die Wicklung einlagig und mehrlagig, windungsweise oder mit einer Teilung gewickelt sein. Die Steigung zwischen den Windungen kann konstant oder progressiv sein (entlang der Länge der Spule variierend). Die Art der Wicklung und Konstruktion beeinflusst die Endabmessungen des Produkts.

Unabhängig davon lohnt es sich, darüber zu sprechen, wie eine Spule mit variabler Induktivität angeordnet ist, sie werden auch Variometer genannt. In der Praxis können Sie verschiedene Lösungen finden:

• Der Kern kann sich relativ zur Wicklung bewegen.
• Zwei Wicklungen befinden sich auf einem Kern und sind in Reihe geschaltet, bei ihrer Bewegung ändern sich die gegenseitige Induktion und induktive Kopplung.
• Die Windungen selbst zum Abstimmen der Schleife können sich bei Annäherung auseinander bewegen oder verengen (je dichter die Wicklung, desto größer die Induktivität).

Usw. In diesem Fall wird der bewegliche Teil als Rotor und der stationäre Teil als Stator bezeichnet.

Auch das Wickelverfahren ist anders, z. B. Filter mit Gegenwicklungsunterdrückung Netzwerkstörungen, und einseitig gewickelt (angepasste Wicklung) unterdrücken Differenzgeräusche.

Wozu dienen sie und was sind sie?

Je nach Einsatzort und Funktionsumfang des Induktors kann er unterschiedlich bezeichnet werden: Drosseln, Magnetspulen etc. Werfen wir einen Blick darauf, was Induktivitäten sind und welchen Anwendungsbereich sie haben.

Drosseln. In der Regel die sogenannten Geräte zur Strombegrenzung, Anwendungsbereich:

• In Vorschaltgeräten zur Zündung und Stromversorgung von Gasentladungslampen.
• Zur Rauschfilterung. In Netzteilen - ein elektromagnetischer Interferenzfilter mit einer Doppeldrossel am Eingang eines Computernetzteils, wie auf dem Foto unten gezeigt. Wird auch in akustischen Geräten und mehr verwendet.
• Zum Filtern bestimmter Frequenzen oder Frequenzbänder, beispielsweise in Lautsprechern (um Frequenzen auf die entsprechenden Lautsprecher aufzuteilen).
• Die Basis bei Pulswandlern ist ein Energiespeicher.

Strombegrenzungsdrosseln - werden verwendet, um Kurzschlussströme auf Stromleitungen zu begrenzen.

Notiz: Drosseln und Drosseln müssen einen niedrigen Widerstand aufweisen, um Erwärmung und Verluste zu reduzieren.

Schleifeninduktivitäten. Sie werden zusammen mit einem Kondensator in einem Schwingkreis verwendet. Die Resonanzfrequenz ist an die Empfangs- oder Sendefrequenz im Funkverkehr angepasst. Sie müssen einen hohen Q-Faktor haben.

Variometer. Dies sind, wie erwähnt, abstimmbare oder variable Induktivitäten. Meistens werden sie in denselben Schwingkreisen verwendet, um die Resonanzfrequenz fein abzustimmen.

Magnet - so heißt die Spule, deren Länge viel größer ist als der Durchmesser. Dadurch entsteht ein gleichmäßiges Magnetfeld innerhalb des Solenoids. Am häufigsten werden Elektromagnete verwendet, um mechanische Arbeit - Translationsbewegungen - auszuführen. Solche Produkte werden auch Elektromagnete genannt.

Überlegen Sie, wo Magnetspulen verwendet werden.

Es kann sich um einen Schlossaktivator in einem Auto handeln, dessen Stange nach dem Anlegen der Spannung an den Elektromagneten zurückgezogen wird, und eine Klingel, und verschiedene elektromechanische Betätigungseinrichtungen wie Ventile, Hubmagnete auf metallurgischen Produktionen.

Im Relais, Schütze und Vorspeisen Der Elektromagnet dient auch als Elektromagnet zum Antrieb der Leistungskontakte. In diesem Fall wird es jedoch häufiger einfach als Spule oder Relaisspule (Starter, Schütz) bezeichnet, wie es am Beispiel eines kleinen Relais aussieht, das Sie unten sehen.

Loop- und Ringantennen. Ihr Zweck ist die Übertragung von Funksignalen. Wird in Wegfahrsperren, Metalldetektoren und drahtloser Kommunikation verwendet.

Induktionsheizgeräte, dann spricht man von einem Induktor, statt einem Kern wird ein erhitzter Körper (meist ein Metall) platziert.

Hauptparameter

Zu den Hauptmerkmalen eines Induktors gehören:

1. Induktivität.
2. Stromstärke (bei der Auswahl eines geeigneten Elements bei Reparatur und Konstruktion muss dies berücksichtigt werden).
3. Verlustwiderstand (in Drähten, im Kern, im Dielektrikum).
4. Qualitätsfaktor ist das Verhältnis von Reaktanz zu aktivem Widerstand.
5. Parasitäre Kapazität (Kapazität zwischen Windungen, in einfachen Worten).
6. Temperaturkoeffizient der Induktivität - die Änderung der Induktivität, wenn ein Element erwärmt oder abgekühlt wird.
7. Temperaturkoeffizient des Qualitätsfaktors.

Markierung

Um die Nennleistung des Induktors anzugeben, verwenden Sie Buchstaben- oder Farbmarkierungen. Es gibt zwei Arten von Schriftzügen.

1. Bezeichnung Microgenry.
2. Bezeichnung durch eine Reihe von Buchstaben und Zahlen. Anstelle eines Dezimalpunkts wird der Buchstabe r verwendet, der Buchstabe am Ende der Bezeichnung bezeichnet eine Toleranz: D = ± 0,3 nH; J = ± 5 %; K = ± 10 %; M = ± 20 %.

Die Farbcodierung ist analog zu den Widerständen zu erkennen. Entziffern Sie anhand der Tabelle die farbigen Streifen oder Ringe auf dem Element. Der erste Ring wird manchmal breiter gemacht als der Rest.

Hier beenden wir die Überlegung, was ein Induktor ist, woraus er besteht und warum er benötigt wird. Abschließend empfehlen wir Ihnen, sich ein nützliches Video zum Thema des Artikels anzusehen:

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Autor: Alexey Bartosh