Er zijn verschillende soorten smoorspoelen beschikbaar op basis van afmetingen en nominale waarden. Hun fysieke afmetingen variëren van kleine afmetingen tot de enorme transformator, afhankelijk van het vermogen dat wordt verwerkt en de frequentie van AC die wordt gebruikt. Als een van de basiscomponenten gebruikt in elektronica , worden inductoren op grote schaal gebruikt in veel bredere toepassingsgebieden, zoals signaalregeling, ruisonderdrukking, spanningsstabilisatie, vermogen elektronisch uitrustingen, auto-operaties enz. Tegenwoordig verbetert de verbetering van inductorontwerptechnieken aanzienlijke prestaties op de rest van het circuit.
Soorten smoorspoelen
Verschillende soorten smoorspoelen
Een diverse elektronische component die in een breed scala aan toepassingen wordt gebruikt, vereist verschillende soorten inductoren. Deze zijn van verschillende vormen, maten inclusief de draadgewonden en meerlagige inductoren. Verschillende soorten smoorspoelen zijn onder meer hoogfrequente inductoren, inductoren voor voedingsleidingen of vermogensinductoren en inductoren voor algemene circuits. Differentiatie van de inductoren is gebaseerd op het type wikkeling en de gebruikte kern.
Air Core-smoorspoelen
Luchtkern inductor
Bij dit type inductor is de kern volledig afwezig. Deze inductoren bieden een hoog reluctantiepad voor de magnetische flux, dus minder inductantie. De luchtkerninductoren hebben grotere spoelen om hogere fluxdichtheden te produceren. Deze worden gebruikt in hoogfrequente toepassingen, waaronder tv- en radio-ontvangers.
Ferro magnetische of ijzeren kerninductoren
IJzeren kern inductor
Door hun hogere magnetische permeabiliteit hebben deze een hoge inductantie-eigenschap. Dit zijn inductoren met een hoog vermogen, maar beperkt in capaciteit met hogere frequentie vanwege de hysterese en wervelstroomverliezen.
Transformer ontwerpen zijn de voorbeelden van dit type.
Ferrietkern smoorspoelen
Ferrietkern smoorspoelen
Dit zijn de verschillende soorten smoorspoelen die voordelen bieden van lagere kosten en lage kernverliezen bij hoge frequenties. Ferriet is een metaaloxide keramiek gebaseerd op een mengsel van ijzeroxide Fe2O3. Voor de kernconstructie worden zachte ferrieten gebruikt om de hystereseverliezen te verminderen.
Ringkern smoorspoelen
Ringkern smoorspoelen
In deze smoorspoelen is een spoel gewikkeld op een ringvormige ringkern. Fluxlekkage is erg laag in dit type inductor. Er zijn echter speciale wikkelmachines nodig om dit type inductor te ontwerpen. Soms wordt ferrietkern ook gebruikt om de verliezen in dit ontwerp te verminderen.
Op spoel gebaseerde smoorspoelen
Op spoel gebaseerde smoorspoelen
Bij dit type is de spoel op de spoel gewikkeld. De ontwerpen van de spoelgewonden inductor variëren sterk in termen van vermogen, spannings- en stroomniveaus, werkfrequentie, enz. Deze worden meestal gebruikt in schakelende voedingen en stroomconversie-toepassingen.
Meerlaagse smoorspoelen
Meerlaagse smoorspoelen
Een meerlagige inductor bevat twee geleidende spoelpatronen die in twee lagen in het bovenste deel van een meerlagig lichaam zijn gerangschikt. De spoelen zijn elektrisch op een opeenvolgende manier in serie verbonden met nog twee geleidende spoelpatronen die zijn aangebracht in het onderste deel van het meerlagige lichaam. Deze worden voornamelijk gebruikt in mobiele communicatiesystemen en ruisonderdrukkingstoepassingen.
Dunne filminductoren
Dunne filminductoren
Deze zijn totaal verschillend van de conventionele spoelen van het chiptype die met koperdraad zijn gewikkeld. In dit type worden kleine inductoren gevormd met behulp van dunne-filmverwerking om de chipinductor voor te maken hoge frequentie toepassingen, die variëren van ongeveer nano Henry.
Hoe werkt de inductor?
Een inductor wordt vaak AC-weerstand genoemd. Het weerstaat de veranderingen in de stroom en slaat energie op in de vorm van het magnetische veld. Deze zijn eenvoudig van constructie en bestaan uit de spiralen van koperdraad die om een kern gewonden zijn. Deze kern kan magnetisch of lucht zijn. Verschillende soorten smoorspoelen kunnen worden gebruikt in geavanceerde toepassingen zoals draadloze stroomoverdracht
Werking van Inductor
Magnetische kernen kunnen toroïdale of E-type kernen zijn. Voor deze kern worden materialen zoals keramiek, ferriet en aangedreven ijzer gebruikt. De spoel die de elektrische stroom voert, produceert het magnetische veld rond de geleider. Er worden meer magnetische lijnen geproduceerd als de kern in de spoel wordt geplaatst, op voorwaarde dat een hoge permeabiliteit van de kern wordt gebruikt.
Het magnetische veld induceert EMF in de spoel, wat resulteert in stroom. Volgens de wet van Lenz verzet de geïnduceerde stroom de oorzaak, namelijk de aangelegde spanning. Vandaar dat de inductor zich verzet tegen de verandering in ingangsstroom die leidt tot verandering in het magnetische veld. Deze vermindering van de stroom door de inductie wordt inductieve reactantie genoemd. Inductieve reactantie neemt toe als het aantal windingen in de spoel wordt verhoogd. Het slaat ook de energie op als magnetisch veld door laad- en ontlaadprocessen en geeft de energie vrij tijdens het schakelen van het circuit. Toepassingsgebieden van inductoren omvatten analoge circuits, signaalverwerking, enz.
Factoren die de inductantie van een inductor beïnvloeden
Het vermogen om magnetische lijnen te produceren wordt inductantie genoemd. De standaard inductantie-eenheid is Henry. De hoeveelheid ontwikkelde magnetische flux of inductantie van verschillende soorten inductoren hangt af van vier basisfactoren die hieronder worden besproken.
- Aantal windingen in een spoel
Als het aantal windingen groter is, wordt er een grotere hoeveelheid magnetisch veld geproduceerd, wat resulteert in meer inductie. Minder beurten resulteren in minder inductie.
- Materiaal van de kern
Als het materiaal dat voor de kern wordt gebruikt een hoge permeabiliteit heeft, zal meer de inductie van een inductor zijn. Dit komt doordat materialen met een hoge permeabiliteit het pad met lage reluctantie naar de magnetische flux bieden.
- Dwarsdoorsnedegebied van de spoel
Een groter dwarsdoorsnedegebied resulteert in een grotere inductie omdat dit qua oppervlakte minder weerstand biedt aan de magnetische flux.
- Lengte van de spoel
Hoe langer de spoel, minder zal de inductantie zijn. Dit komt omdat, voor een gegeven hoeveelheid van het veld, de krachtweerstand tegen de magnetische flux groter is.
Met een vaste inductor kan de gebruiker de inductantie niet variëren als deze eenmaal is ontworpen. Maar het is mogelijk om de inductantie te variëren met behulp van variabele inductoren door het aantal windingen op een bepaald moment te variëren of door het kernmateriaal in en uit de spoel te variëren.
Vermogensverlies in een inductor
Het vermogen dat in de inductor wordt gedissipeerd, is voornamelijk te wijten aan de twee bronnen: inductorkern en de wikkelingen.
Verschillende inductorkernen
Spoel kern: Energieverlies in de inductorkern is te wijten aan de hysterese en wervelstroomverliezen. Het magnetische veld dat op het magnetische materiaal wordt toegepast, wordt verhoogd, gaat naar het verzadigingsniveau en neemt vervolgens af. Maar terwijl het afneemt, wordt het oorspronkelijke pad niet gevolgd. Dit veroorzaakt de hystereseverliezen. Een kleinere waarde van de hysteresecoëfficiënt van de kernmaterialen resulteert in lage hystereseverliezen.
Het andere type kernverlies is wervelstroomverlies. Deze wervelstromen worden in het kernmateriaal geïnduceerd als gevolg van de snelheidsverandering van het magnetische veld volgens de wet van Lenz. Wervelstroomverliezen zijn veel minder dan het hystereseverlies. Deze verliezen worden geminimaliseerd door gebruik te maken van de materialen met lage hysteresiscoëfficiënt en de gelamineerde kern.
Inductorwikkelingen
Inductorwikkelingen: Bij inductoren treden verliezen niet alleen op in de kern, maar ook in de wikkelingen. Wikkelingen hebben hun eigen weerstand. Wanneer de stroom door deze wikkelingen gaat, treden warmteverliezen (I ^ 2 * R) op in de wikkelingen. Maar met toenemende frequentie neemt de wikkelweerstand toe vanwege het skin-effect. Huideffect zorgt ervoor dat de stroom zich concentreert op het oppervlak van de geleider dan in het midden. Dus het effectieve oppervlak van het huidige draaggebied neemt af.
Ook wervelstromen die in de wikkelingen worden geïnduceerd, zorgen ervoor dat de stroom wordt geïnduceerd in de aangrenzende geleiders, wat het nabijheidseffect wordt genoemd.
Door de overlappende geleiders in de spoelen zorgt het nabijheidseffect ervoor dat de weerstand van de geleider hoger wordt dan in het geval van het huideffect. Wikkelingsverliezen worden verminderd met de geavanceerde wikkelingstechnologieën zoals gevormde folie en litzedraadwikkelingen.
Ik hoop dat mijn artikel informatief en intrigerend is geweest. Dus hier is een fundamentele vraag voor u: wat is de rol van inductoren in elektrische circuits?
Geef uw antwoord in het commentaargedeelte hieronder.U bent ook vrij om uw mening over dit artikel en ideeën te delen.
Fotocredits:
Verschillende smoorspoelen door 1.bp.blogspot
Air core inductor door i01.i.aliimg
Ferromagnetische of ijzeren kerninductoren door agilemagco
Ferrietkern smoorspoelen door falconacoustics
Op spoel gebaseerde inductoren van electrovision
Meerlaagse inductoren van elektronica
Thin Film Inductors van microfabnh
Hoe inductoren werken dw-inductieverwarming
Verschillende inductorkernen door i01.i.aliimg
Spoel die langs wikkelt stonessoundstudio
