- İndüktör Yapısı
- Bir İndüktör nasıl çalışır?
- Bir İndüktörün Yapısı
- Bir İndüktördeki Akım ve Gerilim
- İndüktörlerin Uygulamaları
İndüktör, elektronikteki en önemli pasif bileşenlerden biridir. Elektronikteki temel pasif bileşenler dirençler, kapasitörler ve indüktörlerdir. İndüktörler, her ikisi de enerjiyi depolamak için bir elektrik alanı kullandığından ve her ikisi de iki terminal pasif bileşen olduğundan kapasitörlerle yakından ilgilidir. Ancak kapasitörler ve Endüktörlerin farklı yapı özellikleri, sınırlamaları ve kullanımı vardır.
İndüktör, enerjiyi manyetik alanlarında depolayan iki uçlu bir bileşendir. Aynı zamanda bobin veya jikle olarak da adlandırılır. İçinden geçen akımdaki herhangi bir değişikliği engeller.
İndüktör, voltaj (EMF) ve bobin içindeki akım değişiminin oranı olan endüktans değeri ile karakterize edilir. Endüktans birimi Henry. Bir indüktörden geçen akım akışı saniyede bir amper oranında değiştirilirse ve bobin içinde 1V EMF üretilirse, endüktans değeri 1 Henry olacaktır.
Elektronikte, Henry değerine sahip indüktör, uygulama açısından çok yüksek bir değer olduğu için nadiren kullanılır. Tipik olarak, uygulamaların çoğunda Milli Henry, Micro Henry veya Nano Henry gibi çok daha düşük değerler kullanılır.
Sembol | Değer | Henry ile ilişki |
mH | Milli Henry | 1/1000 |
uH | Mikro Henry | 1/1000000 |
nH | Nano Henry | 1/1000000000 |
İndüktörün sembolü görüntü-aşağıda gösterilmiştir
Sembol, bükülmüş tellerin bir temsilidir; bu, tellerin bir bobin olacak şekilde yapıldığı anlamına gelir.
İndüktör Yapısı
İndüktörler, ayrıca bir bobin olarak oluşturulan yalıtımlı bakır teller kullanılarak oluşturulur. Bobin şekil ve boyut olarak farklı olabilir ve ayrıca farklı tipte malzemelere sarılabilir.
Bir İndüktörün endüktansı, telin dönüş sayısı, dönüşler arasındaki boşluk, dönüş katmanlarının olmaması, çekirdek malzeme türü, manyetik geçirgenliği, boyutu, şekli vb. Gibi birçok faktöre oldukça bağlıdır.
İdeal İndüktör ile elektronik devrede kullanılan gerçek gerçek indüktörler arasında büyük bir fark vardır. Gerçek indüktör sadece endüktansa sahip değildir, aynı zamanda kapasitans ve dirence sahiptir. Sıkıca sarılmış bobinler, bobin dönüşleri arasında ölçülebilir miktarda başıboş kapasitans üretir. Bu ek kapasitans ve tel direnci, bir indüktörün yüksek frekanslı davranışlarını değiştirir.
İndüktörler hemen hemen her elektronik üründe kullanılır, indüktörün bazı DIY uygulamaları şunlardır:
- Metal dedektörü
- Arduino Metal Dedektörü
- FM vericisi
- Osilatörler
Bir İndüktör nasıl çalışır?
Daha fazla tartışmadan önce, iki terminoloji, Manyetik Alan ve Manyetik Akı arasındaki farkı anlamak önemlidir.
İletkenden Akım akışı sırasında, bir manyetik alan oluşturulur. Bu iki şey doğrusal olarak orantılıdır. Dolayısıyla akım artarsa manyetik alan da artacaktır. Bu manyetik alan SI birimi Tesla (T) ile ölçülür. Şimdi, Manyetik Akı nedir? Belirli bir alandan geçen manyetik alanın ölçümü veya miktarıdır. Manyetik Akının SI standardında da bir birimi vardır, o Weber'dir.
Yani, şu an itibariyle, içinden geçen akım tarafından üretilen indüktörler arasında bir manyetik alan var.
Daha fazla anlamak için, Faraday'ın endüktans yasasının anlaşılması gerekir. Gereğince indüktans Faraday yasası, üretilen EMF manyetik akı değişim oranı ile orantılıdır.
VL = N (dΦ / dt)
N dönüş sayısıdır ve Φ akı miktarıdır.
Bir İndüktörün Yapısı
Bir genel, standart indüktör yapısı ve çalışması, bir çekirdek malzemeye sıkıca sarılmış bir bakır tel olarak gösterilebilir. Aşağıdaki resimde, bakır tel bir çekirdek malzemeye sıkıca sarılır ve bu onu iki terminalli bir pasif indüktör yapar.
Akım telden geçtiğinde, elektromanyetik alan iletken boyunca gelişecek ve manyetik akının değişim hızına bağlı olarak elektromotor kuvvet veya EMF üretilecektir. Yani, akı bağlantısı Nɸ olacaktır.
Bir çekirdek malzemesi, yara sargı indüktörün indüktansı olduğu söylenir
µN 2 A / L
N dönüş sayısıdır
A, çekirdek malzemenin enine kesit alanıdır
L, bobinin uzunluğudur
µ, sabit olan çekirdek malzemenin geçirgenliğidir.
Formül üretilen geri EMF'nin olan
Vemf (L) = -L (di / dt)
Devrede, bir anahtar kullanarak indüktöre bir voltaj kaynağı uygulanırsa. Bu anahtar, transistörler, MOSFET veya indüktöre voltaj kaynağı sağlayacak her türlü tipik anahtar gibi herhangi bir şey olabilir.
Orada devrelerinin iki Devletleri.
Anahtar açıkken, indüktörde akım akışı oluşmayacağı gibi akım değişim oranı sıfırdır. Yani EMF de sıfırdır.
Anahtar kapatıldığında, gerilim kaynağından indüktöre giden akım, akım akışı maksimum sabit durum değerine ulaşıncaya kadar yükselmeye başlar. Bu süre zarfında, indüktörden geçen akım akışı artar ve akım değişim oranı endüktans değerine bağlıdır. Faraday yasasına göre, indüktör DC kararlı duruma geçene kadar kalan geri EMF üretir. Kararlı durum sırasında bobinde herhangi bir akım değişikliği olmaz ve akım basitçe bobinden geçer.
Bu süre zarfında, ideal bir indüktör, direnci olmadığı için kısa devre görevi görecektir, ancak pratik bir durumda, bobin ve bobin boyunca akım akışı, kapasitansın yanı sıra bir dirence sahiptir.
Anahtarın tekrar kapatıldığı diğer durumda, İndüktör akımı hızla düşer ve yine akımda değişiklik meydana gelir ve bu da EMF oluşumuna yol açar.
Bir İndüktördeki Akım ve Gerilim
Yukarıdaki grafik, zaman sabitinde Anahtar durumunu, İndüktör Akımını ve İndüklenen Voltajı göstermektedir.
İndüktörden geçen güç, P = Gerilim x Akım olduğu Ohm güç yasası kullanılarak hesaplanabilir. Dolayısıyla böyle bir durumda gerilim –L (di / dt) ve akım i'dir. Dolayısıyla, bir İndüktördeki güç bu formül kullanılarak hesaplanabilir
P L = L (di / dt) ben
Ancak kararlı durum sırasında gerçek İndüktör sadece bir direnç gibi davranır. Böylece güç şu şekilde hesaplanabilir
P = V 2 R
Bir İndüktörde depolanan enerjiyi hesaplamak da mümkündür. Bir Endüktör, manyetik alanı kullanarak enerjiyi depolar. İndüktörde depolanan enerji bu formül kullanılarak hesaplanabilir.
W (t) = Li 2 (t) / 2
Yapıları ve boyutları bakımından farklı İndüktör türleri mevcuttur. Yapısal bilge İndüktörler hava çekirdeği, ferrit çekirdek, demir çekirdek vb.
İndüktörlerin Uygulamaları
İndüktörler geniş bir uygulama alanında kullanılmaktadır.
- RF ile ilgili uygulamada.
- SMPS ve Güç kaynakları.
- Transformer'da.
- Kalkış akımını sınırlamak için aşırı gerilim koruyucu.
- Mekanik Rölelerin İçinde vb.