Memahami ciri -ciri teras induktor

Induktor adalah komponen utama dalam litar elektronik, dan peranan mereka melangkaui hanya menyimpan tenaga.Mereka biasanya digunakan sama ada bersendirian atau digabungkan dengan komponen lain untuk membentuk unit berfungsi.Artikel ini akan menerangkan aplikasi utama induktor dalam litar, ciri -ciri reaksi mereka, pengaruh rintangan DC, dan harta menghalang perubahan mendadak dalam arus.Setiap ciri -ciri ini diperlukan untuk memahami bagaimana induktor berkelakuan dan bagaimana ia digunakan dalam elektronik.

Katalog

Aplikasi utama induktor dalam litar

Induktor adalah penting dalam banyak litar elektronik kerana keupayaan unik mereka untuk menyimpan tenaga dalam medan magnet dan menentang perubahan semasa.Tingkah laku mereka menjadikan mereka sangat diperlukan dalam pelbagai aplikasi, terutamanya dalam sistem yang memerlukan penalaan, penapisan, atau mengawal frekuensi tertentu.Aplikasi utama induktor dalam litar umumnya jatuh ke dalam tiga kategori luas: litar resonan siri LC, litar resonan selari LC, dan litar penapisan.Mari kita meneroka setiap aplikasi ini secara terperinci.

Litar resonan siri LC

Salah satu penggunaan induktor yang paling biasa adalah dalam litar resonan siri LC, di mana mereka dipasangkan dengan kapasitor untuk membuat litar yang bergema pada kekerapan tertentu.Litar ini diperlukan terutamanya dalam aplikasi penalaan, seperti pemancar radio dan penerima.Dalam litar siri LC, induktor dan kapasitor menggabungkan untuk membentuk resonans, yang berlaku apabila reaktansi induktif dan reaksi kapasitif membatalkan satu sama lain.Pada kekerapan resonan, impedans litar adalah minimum, yang membolehkan kekerapan untuk dilalui dengan mudah sambil melemahkan frekuensi lain.Sebagai contoh, dalam komunikasi radio, litar penalaan yang dibuat dari induktor dan kapasitor yang boleh mengasingkan kekerapan tertentu yang sepadan dengan stesen radio yang dikehendaki sambil mengabaikan semua yang lain.Selektiviti ini diperlukan untuk aplikasi seperti radio AM/FM, set televisyen, dan juga peranti komunikasi tanpa wayar.Tanpa litar resonan siri LC, hampir mustahil untuk menyaring isyarat yang tidak diingini dengan berkesan.

Litar resonan selari LC

Dalam litar resonan selari LC (juga dikenali sebagai litar tangki), induktor dan kapasitor disusun selari, mewujudkan konfigurasi di mana litar bergema pada kekerapan tertentu.Tidak seperti litar resonan siri, dalam litar resonan selari, impedans keseluruhan mencapai maksimum pada kekerapan resonan, dengan berkesan menghalang isyarat pada kekerapan itu dan membolehkan orang lain lulus.Ciri ini menjadikan litar resonan selari LC sesuai untuk aplikasi frekuensi-selektif, di mana frekuensi tertentu perlu ditapis.Litar ini biasanya terdapat dalam sistem komunikasi, terutamanya dalam reka bentuk penapis band-pass atau band.Dalam penapis band-pass, litar resonan selari LC membolehkan pelbagai frekuensi melewati sambil menyekat mereka di luar julat yang dikehendaki.Sebaliknya, dalam penapis hentian band (atau penapis takik), litar menghalang frekuensi sempit dan membolehkan semua orang lain lulus.

Penapisan litar

Induktor juga digunakan secara meluas dalam litar penapisan, terutamanya dalam aplikasi yang memerlukan laluan terpilih atau penolakan julat frekuensi tertentu.Jenis penapis yang paling biasa di mana induktor digunakan adalah penapis lulus rendah, di mana induktor menghalang isyarat frekuensi tinggi sementara membenarkan isyarat frekuensi rendah untuk dilalui.Ini kerana impedans induktor meningkat dengan kekerapan, menjadikannya berkesan untuk melemahkan komponen frekuensi tinggi sambil menawarkan sedikit ketahanan terhadap isyarat frekuensi yang lebih rendah.Penapis lulus rendah diperlukan dalam banyak peranti elektronik, seperti sistem audio, bekalan kuasa, dan sistem komunikasi.Dalam sistem audio, misalnya, penapis lulus rendah digunakan untuk menghapuskan bunyi frekuensi tinggi, memastikan bahawa hanya frekuensi bass yang dikehendaki dihantar kepada penceramah.Begitu juga, dalam bekalan kuasa, penapis lulus rendah melancarkan riak dalam output DC dengan menyekat bunyi frekuensi tinggi atau komponen AC, memastikan bekalan voltan yang bersih dan stabil untuk elektronik sensitif.

Induktor juga digunakan dalam penapis lulus tinggi dalam kombinasi dengan kapasitor, walaupun dalam konfigurasi ini, kapasitor melewati frekuensi tinggi sementara induktor menghalang frekuensi rendah.Jenis penapis ini berguna dalam aplikasi seperti silang dalam sistem pembesar suara, di mana julat frekuensi yang berbeza diarahkan kepada pemandu penceramah yang sesuai (mis., Menghantar frekuensi yang lebih tinggi ke tweeter dan frekuensi yang lebih rendah kepada woofers).

Reaktansi induktif dan peranannya dalam litar AC

Reaktansi induktor adalah ukuran pembangkangnya untuk berselang -seli arus (AC) dan dipengaruhi oleh dua faktor: nilai induktansi (L) dan kekerapan (f) AC.Formula untuk mengira reaksi induktif adalah:

?? = 2???

Di mana:

?? = Reactance Inductive (dalam ohm)

? = kekerapan AC (di Hertz)

? = induktansi (dalam Henries)

Apabila kekerapan meningkat, reaksi induktor meningkat, yang bermaksud induktor menghalang arus frekuensi tinggi lebih daripada frekuensi rendah.Tingkah laku ini sama dengan bagaimana rintangan mempengaruhi arus langsung (DC).Memahami "rintangan" bersamaan ini membantu memudahkan analisis litar induktif, sama seperti reaktansi kapasitif memudahkan analisis litar kapasitif.

Kesan rintangan DC terhadap prestasi induktor

Apabila menganalisis tingkah laku induktor dalam litar, penting untuk mempertimbangkan dua faktor yang mempengaruhi aliran semasa: reaktansi dan rintangan DC.Kedua -duanya memainkan peranan yang berbeza dalam bagaimana induktor berinteraksi dengan arus AC dan DC.Mari kita periksa faktor -faktor ini secara terperinci.

Untuk arus AC

Faktor utama yang mempengaruhi tingkah laku induktor dalam litar AC adalah reaktansi, yang menentang arus bergantian.Rintangan DC gegelung induktor juga mempunyai kesan, tetapi dalam kebanyakan kes, rintangan ini sangat kecil berbanding dengan reaksi, terutama pada frekuensi yang lebih tinggi.Akibatnya, kesan rintangan DC pada arus AC sering diabaikan dan boleh diabaikan dalam analisis litar.Ini memudahkan proses menganalisis litar kerana hanya reaktansi induktif perlu dipertimbangkan ketika menilai bagaimana induktor menghalang aliran AC.

Untuk arus DC

Ketika datang ke Arus Langsung (DC), keadaannya berbeza.Oleh kerana induktor menentang perubahan semasa, reaksi mereka berkurang apabila berurusan dengan DC yang mantap, hanya meninggalkan rintangan DC gegelung untuk mempengaruhi aliran semasa.Dalam litar DC, dua pendekatan boleh diambil semasa analisis:

Abaikan rintangan DC: Dalam banyak kes, rintangan DC induktor sangat kecil sehingga dapat diabaikan untuk memudahkan analisis.Pendekatan ini berguna dalam senario yang ideal atau apabila nilai rintangan yang tepat mempunyai kesan minimum terhadap tingkah laku litar keseluruhan.

Pertimbangkan rintangan DC : Dalam aplikasi yang lebih tepat atau sensitif, rintangan DC induktor tidak dapat diabaikan.Nilai rintangan menyumbang kepada kerugian kuasa dalam bentuk haba dan boleh memberi kesan kepada kecekapan dan prestasi litar.Sama ada atau tidak untuk memasukkan rintangan ini dalam analisis bergantung kepada reka bentuk litar tertentu dan tahap ketepatan yang diperlukan.

Ketidakupayaan arus gegelung untuk berubah dengan serta -merta

Ciri -ciri unik induktor adalah bahawa arus mengalir melalui mereka tidak dapat berubah dengan tiba -tiba.Apabila terdapat perubahan semasa, daya elektromotif terbalik (EMF) dijana untuk menentang perubahan ini, membantu induktor mengekalkan aliran semasa yang sedia ada.Besarnya EMF terbalik ini berkadar dengan kadar perubahan arus.Harta induktor ini hadir dalam banyak aplikasi elektronik, tetapi ia juga menimbulkan bahaya keselamatan yang berpotensi disebabkan oleh penjanaan EMF terbalik yang besar.Untuk mengurangkan risiko ini, litar sering termasuk mekanisme perlindungan untuk meneutralkan EMF terbalik.Polariti EMF terbalik dapat ditentukan dengan mengikuti langkah -langkah tertentu, yang diperlukan terutama ketika menganalisis litar perlindungan.

Langkah -langkah untuk menentukan polariti EMF terbalik:

• Kenal pasti arah arus asal dalam gegelung.
• Lukis arah semasa yang dihasilkan oleh EMF terbalik, yang menentang arus asal.
• Tentukan polariti EMF terbalik berdasarkan arah arus.

Jadual di bawah meringkaskan kaedah untuk menentukan polariti EMF terbalik dalam pelbagai situasi:

Senario	Kaedah Untuk menentukan polariti EMF terbalik
Bertambah Semasa dalam gegelung	EMF menentang semasa, dengan polariti bergantung pada arah aliran semasa
Berkurangan Semasa dalam gegelung	EMF menentang penurunan, menjana polariti bertentangan
Arus stabil	Tiada EMF terbalik dihasilkan
Arus tiba -tiba perubahan	EMF terbalik tinggi dengan polariti yang ditentukan oleh arah semasa asal

Induktor memainkan peranan utama dalam litar elektronik dengan membentuk litar resonan, isyarat penapisan, dan mempamerkan ciri -ciri unik seperti reaktansi dan mencegah perubahan mendadak dalam arus.Memahami aspek induktor ini adalah cara yang berkesan dalam analisis litar dan reka bentuk.