Индуктивен елемент: Разлика между версии
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
Дублиране на линк ,просто го премахнах |
м интервал; козметични промени |
||
Ред 1:
[[Файл:Electronic component inductors.jpg|мини|250п|Бобини с феритни сърцевини]]
[[Файл:Inductor.svg|
'''Индуктивен елемент''' е спирален, пасивен електрически елемент с два извода, използван в [[електротехника]]та и [[електроника]]та с постоянна или регулируема стойност на [[индуктивност]]та.
Индуктивният елемент представлява в общия случай [[бобина]] (намотка) от електрически [[проводник]], гол или изолиран. При протичането на [[електрически ток|ток]] по проводника на намотката възниква [[магнитно поле]] съгласно [[закон на Ампер|закона на Ампер]]. Заради тяхното свойство да взаимодействат с [[променлив ток|променливия ток]], бобините са сред основните елементи, използвани в електрически схеми, при които токът и [[електрическо напрежение|напрежението]] се променят във времето.
Индуктивността е резултат от образуваното около проводника магнитно поле, което се противопоставя на измененията в протичащия през него ток. Токът през проводника създава [[магнитен поток]], пропорционален на тока, а промените в тока предизвикват съответна промяна в магнитния поток, която, от своя страна, съгласно
== Устройство ==
Ред 130:
==== Свързване на индуктивности ====
[[Файл:inductors in series.svg|
При последователно съединяване на индуктивни елементи общата индуктивност е равна на сумата на индуктивностите на всички елементи:
: <math>L = \sum_{i=1}^N L_i\mbox{.}</math>
[[Файл:inductors in parallel.svg|
При паралелно съединение на индуктивни елементи общата индуктивност е равна на:
Ред 141:
=== Q-фактор ===
[[Файл:Phasor of real inductor impedance.gif|
Един идеален индуктивен елемент няма активно съпротивление и енергийни загуби. Реалният индуктивен елемент има активно съпротивление от проводника на намотките. Това съпротивление се представя последователно свързано с индуктивността. Токът, преминавайки през него, се преобразува в топлинни загуби. Q-факторът на индуктивния елемент е отношението на реактивното съпротивление към активното съпротивление при определена честота на тока. Колкото е по-голям Q-факторът, толкова индуктивният елемент е по-близо до идеалния модел (без загуби). Индуктивните елементи с високо Q се използват заедно с кондензатори за направа на резонансни филтри, и колкото по-висок е Q-факторът, толкова по-малка е широчината на пропускане на филтъра, т.е. отделящата му способност е по-добра.
:<math>Q = \frac{\omega L}{R}</math>
Q-факторът на един индуктивен елемент може да се определи с горната формула, в която L е индуктивността, R е активното съпротивление на индуктивния елемент, ''
Q-факторът се увеличава линейно с честотата, ако L и R са константни. Тези параметри при ниски честоти се приемат за константни, но тъй като те се променят при промяна на честотата, затова и той се променя. Така например повърхностният ефект, взаимното влияние на проводниците и загубите в сърцевината увеличават активното съпротивление, а собственият капацитет на навивките и промяната на магнитната проницаемост с увеличаването на честотата влошават индуктивността.
Ред 155:
=== Енергия, съхранена в индуктивния елемент ===
Като се пренебрегнат загубите, [[енергия]]та, съхранена в индуктивния елемент е равна на работата, необходима да се установи токът в него I~. Тази енергия е равна на
<math> E_\mathrm{stored} = {1 \over 2} L I^2 </math>
Ред 176:
=== С феромагнитна сърцевина ===
[[
Индуктивните елементи с феритна или желязна сърцевина използват магнитномека сърцевина, направена от феромагнитен или феримагнитен материал, за да се увеличи индуктивността. Магнитната сърцевина може да увеличи няколко хиляди пъти индуктивността, като увеличава магнитното поле поради много по-високата стойност на [[магнитна проницаемост|магнитната проницаемост]]. Магнитните свойства на сърцевината променят свойствата на индуктивния елемент и изискват специална конструкция.
* Загуби в магнитната сърцевина: Променливият ток в индуктивния елемент, който създава променливо магнитно поле във феромагнитната сърцевина, генерира загуби, причина за което са два процеса: Единият процес е свързан с генерираните токове на Фуко (вихрови токове) в проводимата метална сърцевина, които се преобразуват в топлинни загуби. Вторият процес е свързан с хистерезисните загуби, получавани при пренамагнитването на магнитните домени. Големината на тези загуби е пропорционална на площта на хистерезисната крива (ВН-графика) на сърцевината. Магнитни материали с ниска коерцитивна сила имат по-тясна хистерезисна крива и съответно по-малки загуби.
* Нелинейност: При увеличаване на тока през индуктивния елемент може да се получи насищане на магнитната му сърцевина, индуктивността ще се промени и ще зависи от стойността на тока. Това се нарича нелинейност и води до изкривяване на сигнала през индуктивния елемент. Затова при линейните схеми е необходимо да се осигури работа само под областта на насищане на магнитната сърцевина.
==== Индуктивен елемент със сърцевина от листов материал (дросели) ====
[[
Нискочестотните индуктивни елементи често се правят със сърцевина от листов магнитен материал, за да се предотвратят вихровите токове, подобно на трансформаторните магнитопроводи. Сърцевината е изработена от пакет от тънки листове от магнитномек материал като [[електротехническа стомана]] или [[пермалой]], чийто повърхности са изолирани. Тази изолация предотвратява вихровите токове между отделните листове и по този начин намалява загубите.
Ред 190:
==== Индуктивен елемент с тороидална сърцевина ====
[[
При индуктивен елемент, изработен върху права (линейна) сърцевина, магнитното поле от края на сърцевината трябва да се затвори в другия край на сърцевината, преминавайки през околната въздушна междина. Това намалява магнитното поле, тъй като по-голямата част от магнитното поле преминава през въздуха. При тороида това се избягва, тъй като магнитната верига изцяло е от магнитномекия материал. Тороидите се изработват от ферит или листов материал.
Ред 208:
== Функции в електрическите схеми ==
[[
Последователното свързване на индуктивността във веригата служи за подтискане на високочестотните и пропускане на нискочестотните и постояннотоковите съставки. Включването на индуктивността паралелно на захранващата мрежа премахва постоянотоковата съставка и пропуска високочестотната.
Ред 234:
=== Индуктивен датчик ===
{{Main|Индуктивен датчик}}
[[File:Budowa_czujnika_indukcyjnego_(ubt).svg|
'''1.''' Индуктивен елемент<br>
'''2.''' [[Осцилатор]]<br>
Ред 240:
'''4.''' [[Тригер (електроника)|Тригер]]<br>
'''5.''' Изход]]
[[
[[Индуктивен датчик|Индуктивният датчик]] е безконтактен датчик, предназначен за контролиране положението на обекти от метал и не е чувствителен към други материали<ref name="machine_design">{{cite web
Ред 254:
=== Противокражбени етикети ===
[[
Тези етикети съдържат вграден [[трептящ кръг]], състоящ се от индуктивен елемент (плоска бобина) и кондензатор. Трептящият кръг има резонансна честота 1,75 MHz до 9,5 MHz. Най-използваната честота е около 8,2 MHz. Отчитането се извършва чрез апаратурата чрез обхождането около резонансната честота и отчитането на извършена кражба. Дезактивирането на етикета 8,2 MHz се постига чрез физическо унищожаване с перфорирането на индуктивния елемент или чрез разрушаването на кондензатора. Това се постига безконтактно чрез силен електромагнитен импулс с честота, равна на резонансната честота и индуктирането на електромагнитно напрежение в токовия кръг, превишаващо пробивното напрежение на кондензатора.
| |||