Induktilo

Induktiloj kun malaltaj induktancoj.

Induktilo aŭ indukta bobeno estas aparato, kies ĉefa celo estas havi induktancon en elekta cirkvito. Induktilo kutime estas konstruita surbaze de kerno aŭ magneta materialo, sur kiun estas volvita drato. La magneta kerno ofte havas grandan magnetan permeablon por pligrandigi la atingatan valoron de la induktanco.

Laŭ sia konstruo estas simila al transformatoro, sed, malsimile al transformatoro, induktilo povas havi nur unu volvaĵon.

Se induktiloj estas produktataj ĝenerale (ne speciale por iu konkreta uzo), iliaj valoroj de induktancoj ofte estas elektataj el specialaj serioj de preferaj nombroj E3, E6, E12, E24, E48, E96, E192.

La tensio de kondensatoroj ne povas rapide ŝanĝiĝi, estas la kialo laŭ kiu ili estas uzataj por stabiligi kaj glatigi tensiojn, kaj ĉitie estas la kurento de induktiloj, kiu ne povas rapide ŝanĝiĝi, estas do la kialo, laŭ kiu ili estas uzataj por stabiligi kaj glatigi kurentojn.

Difinoj

Feritkerna induktilo kun du 20 mH bobenoj.

Laŭ PIV induktilo estas bobeno, kiu kontraŭstaras la pason de alterna kurento per sia induktanco. Laŭ PIV induktoro estas mane funkciigata magnetogeneratoro, uzata precipe en la telekomunika tekniko, ankaŭ nomata kranka induktoro; ĝi produktas alternan kurenton de meza frekvenco, precipe por la alvoksignalo en telefonio.

Priskribo

La induktanco de cirkvito dependas de la geometrio de la aktuala vojo same kiel la magneta permeablo de proksimaj materialoj. Induktoro estas komponento konsistanta el drato aŭ alia direktilo forma por pliigi la magnetan fluon tra la cirkvito, kutime en la formo de volvaĵo aŭ helico. Bobeni la draton en volvaĵon pliigas la nombron da temperoj en kiuj la magneta fluo linioj interligas la cirkviton, pliigante la kampon kaj tiel la induktancon. Ju pli tio fariĝas, des pli alta estas la induktanco. La induktanco ankaŭ dependas de la formo de la volvaĵo, apartigo de la turnoj, kaj multaj aliaj faktoroj. Aldonante "magnetan kernon" faritan el feromagneta materialo kiel fero ene de la volvaĵo, la magnetiga kampo de la volvaĵo stimulos magnetigon en la materialo, pliigante la magnetan fluon. La alta permeablo de feromagneta kerno povas pliigi la induktancon de volvaĵo je faktoro de plurmil super kio ĝi estus sen ĝi.

Funkciado

La simbolo de induktilo.

Elektra kurento en volvaĵo kaŭzas magnetan flukson enen, pro ampera cirkvita leĝo. Karaktera valoro pri induktilo estas ties induktanco :

$L={\frac {N\Phi }{I}}={\frac {\Lambda }{I}}\ ,$

kie:

L - induktanco (henro, mallonge H)

N - nombro de turnoj de la bobeno

$\Phi$ - magneta flukso (vebero, mallonge Wb)

I - elektra kurento (ampero, mallonge I)

$\Lambda$ - tuta flukso (vebero, mallonge Wb).

Ĝenerale, kurento $I_{L}$ kaj tensio $U_{L}$ de induktilo en momento t kuniĝas laŭ formulo:

$I_{L}={\frac {\Lambda }{L}}={1 \over L}\int _{-\infty }^{t}U_{L}(\tau ){\mbox{d}}\tau$

Laboron dW oni devas fari, por transloki malgrandan flukson d$\lambda$ en konduktilo, kiun jam havas flukson $\lambda$:

${\mbox{d}}W=I(\lambda ){\mbox{d}}\lambda ={\frac {\lambda }{L}}{\mbox{d}}\lambda \ ,$

la energio en la induktilo estas:

$W=\int _{0}^{\Lambda }{\lambda \over L}{\mbox{d}}\lambda ={1 \over 2}{\Lambda ^{2} \over L}$

kaj $\Lambda$ estas fina flukso, kiun konservas induktilo; la fina energio do estas, laŭ la difino de induktanco:

$W={1 \over 2}LI^{2}$

Induktilo de radio MF aŭ HF por dekonoj de ampero kaj induktilo de VHF kun bidoj de ferito por kelkaj amperoj.

Elektra tensio estas ŝanĝo de flukso laŭ tempo, do:

$U_{L}(t)={{{\mbox{d}}\Lambda (t)} \over {{\mbox{d}}t}}=L{{{\mbox{d}}I_{L}(t)} \over {{\mbox{d}}t}}$

En sistemo kun konstanta tensio, la kurento kreskus lineare ĝis teorie infinita valoro; fakte estas limo I_maks, pro la rezistanco R_L de la volvita drato, kaj tiam estas :

$I_{maks}={\frac {U_{L}}{R_{L}}}\ ;$

tiu valoro povas esti tre alta (pro la eta valoro de induktilrezistanco) kaj detrui la induktilon, estas kialo por prefereble uzi induktilojn en sistemo kun alternaj kurentoj, ekzemple:

$I_{L}(t)=I_{0}\sin(\omega t)\,$

estas tensio:

$U_{L}(t)=L{{\mbox{d}}I_{L}(t) \over {\mbox{d}}t}=LI_{0}\omega \cos(\omega t)$

kaj

$I_{maks}={\frac {U_{L}}{L\omega }}\ .$

Uzoj

3D-desegno de transformatoro. La interna volvaĵo konektendas al la elektra reto (la proviza tensio) - rekonebla per la granda nombro da turnoj de maldika drato; la eliga malalta tensio estas prenita el la ekstera volvaĵo - rekonebla per sia pli dika drato.

Unu el la plej interesaj kaj gravaj aplikoj de bobeno estas la transformatoro. Ĝi estas aro de du tre proksimaj bobenoj, dividante siajn magnetajn kampojn kun alta rapideco. Ĉi tiu agordo permesas la translokigon de elektra energio de unu (primara) bobeno al alia (sekundara) kun preskaŭ neniuj perdoj - dum ŝanĝado de la impedanco de la fonto de elektra energio, aŭ alivorte - la tensionivelo de la elektra energio.

Alia ofta uzo estas kiel ĉokilo - indukta bobeno en elektraj cirkvitoj uzata ĉefe por funkciigi elektrajn ampolojn de la senŝargiga bulbgrupo, kiel la fluoreska bulbo, neonolampo kaj lum-Eliganta Diodo (LED). La ĉokilo funkcias kiel stabiliga komponento en la elektra cirkvito en funkciigado de senŝargiĝbulbo ŝanĝante la tensiofonton en kurentfonton. Aldone al ĝia ĉefa funkcio, la induktovolvaĵo ofte ankaŭ estas utiligita kiel helpŝaltilo kune kun la ŝaltilo aŭ startigilo, kreante la altan tension uzitan por rompi la komencan arkon en la senŝargiĝbulbo.

Induktoroj estas uzitaj grandskale en analogaj cirkvitoj kaj signal-prilaborado. Aplikoj intervalas de la uzo de grandaj induktoroj en elektroprovizoj, kiuj lige kun filtrilkondensiloj forigas restantajn zumojn konatajn kiel la ĉefkonduktila zumado aŭ aliajn fluktuojn de la rekta aktuala produktokvanto, al la malgranda induktanco de la ferita bido aŭ Toruso instalita ĉirkaŭ kablo por malhelpi, ke radiofrekvenca interfero estu elsendita malsupren laŭ la drato. Induktoroj estas utiligitaj kiel la konservado de energiaparato en multaj ŝanĝitreĝimaj elektroprovizoj por produkti Dc-fluon. La induktoro liveras energion al la cirkvito por konservi nunan fluiĝon dum la "for"-ŝanĝaj periodoj.

Vario de tipoj de feritkernaj induktiloj aŭ transformiloj.

Induktoro ligita al kondensilo formas inklinan cirkviton, kiu funkcias kiel resonilo por oscila fluo. Inklinaj cirkvitoj estas vaste utiligitaj en radiofrekvencaj ekipaĵoj, kiel ekzemple ĉe radiosendiloj kaj riceviloj, kiel mallarĝaj grupŝtupaj filtriloj por elekti ununuran frekvencon el sinteza signalo, kaj en elektronikaj oscilatoroj por generi sinusoidajn signalojn.

Du (aŭ pli da) induktoroj en proksimeco kiuj kunligis magnetan fluon (indukta koeficiento) formas transformilon, kio estas fundamenta komponento de ĉiu elektra servilo elektroreta. La efikeco de transformilo povas malpliiĝi laŭ la frekvencopliiĝoj pro kirlofluoj en la kernmaterialo kaj haŭtefekto sur la serpentumoj. La grandeco de la kerno povas esti malpliigita ĉe pli altaj frekvencoj. Tial, aviadiluzo de 400 hercoj de alterna kurento prefere ol la kutimaj 50 aŭ 60 hercoj, permesas grandan ŝparadon en pezo de la uzo de pli malgrandaj transformiloj.

Induktoroj ankaŭ estas utiligitaj en elektraj transmisisistemoj, en kiuj ili kutimas limigi interŝanĝantajn fluojn kaj faŭltofluojn. En tiu kampo, ili estas pli ofte referitaj kiel reaktoroj.

Ĉar induktoroj malfaciligis kromefikojn kiuj igas ilin foriri de ideala konduto, ĉar ili povas radii elektromagnetan interferon (EMI), kaj plej grave pro sia groco kiu malhelpas ilin esti integrita sur semikonduktiloj, la uzado de induktoroj malkreskas en modernaj elektronikaj aparatoj, precipe kompaktaj porteblaj aparatoj. Realaj induktoroj ĉiam pli estas anstataŭigitaj per aktivaj cirkvitoj kiel ekzemple la giratoro kiu povas sintezi induktancon uzantan kondensilojn.

Vidu ankaŭ

• Elektra bobeno
• Elektromagneto
• Ferito (magnetismo)
• Feromagnetismo
• Histerezo
• Induktanco
• Kirlokurento
• Kondensilo
• Leĝo de Lenz
• Malalta-pasa filtrilo
• RL-cirkvito, RLC-cirkvito
• Seria kaj paralela cirkvitoj
• Solenoido
• Transformatoro

Bibliografio

• Gómez Campomanes, José. Circuitos Eléctricos. Servicio de Publicaciones de la Universidad de Oviedo. ISBN 84-7468-288-6.
• Terman, Frederick (1943). Radio Engineers' Handbook. McGraw-Hill.
• Elektronische Bauelemente verstehen und anwenden, F. F. Mazda, Telekosmos-Verlag, 1984, (ISBN 3-440-05324-5)
• uni-text, Elektronik-Band 1: Bauelemente, 4. Auflage 1985, Bodo Morgenstern, Vieweg-Verlag, (ISBN 3-528-33333-2)
• Lexikon Elektronik und Mikroelektronik, VDI-Verlag, 1990, (ISBN 3-18-400896-7)
• Trilogie der Induktivitäten - Applikationshandbuch von Würth Elektronik (ISBN 3-934350-30-5)
• „Markt und Technik“, Nr. 7, Februaro 2008, Übersicht Hersteller und Lieferanten von Induktivitäten