Anwendung von Induktoren

Wenn Sie nachdenken, können alle Arten von Anwendungen für eine scheinbar einfache Sache wie einen Induktor einfach nicht gezählt werden. In einem Artikel erinnern wir uns nur an einige von ihnen. In der Zwischenzeit werden menschlicher Einfallsreichtum und Talent nicht müde, sich kreativ auszudrücken und immer mehr neue Geräte und Mechanismen zu erfinden und zu entwickeln, die darauf basieren Induktor.

Es scheint, dass Sie hier bauen können? Als einfache Drahtspule kann es sich um einen Kern einer bestimmten Form handeln, und der Strom fließt in konstanter, variabler oder gepulster Form durch den Draht. Und doch könnte ohne Induktoren die gesamte moderne Elektrotechnik einfach nicht existieren. Schauen wir uns das genauer an.

Elektromagnet anheben

Aufzugswaschanlagen werden seit vielen Jahren weltweit zum Laden von ferromagnetischen Abfällen eingesetzt. Durch Anlegen einer elektrischen Leistung von 18 kW an die Arbeitswicklung ist es möglich, mehr als 2 Tonnen Eisen gleichzeitig zu halten und einzutauchen, während die bei dieser Leistung entwickelte Abreißkraft 25 Tonnen übersteigt.

Ein Elektromagnet mit einem Durchmesser von etwa 1,5 Metern haftet einfach am Kranhaken, wird in der Regel mit dreiphasiger Wechselspannung betrieben und es ist möglich, ferromagnetische Materialien oder einige Eisenprodukte schnell zu laden. Geteilte Wicklungen mehrerer Induktivitäten erhalten Strom, indem sie einen Kern aus einer speziellen Legierung magnetisieren, und ziehen wiederum beispielsweise Altmetall an, das in Autos geladen werden muss.

Elektromagnetisches Relais

Was wäre, wenn Sie die Stromversorgung eines Stromkreises regelmäßig ein- und ausschalten müssten, als ob Sie einen Knopf an einem mechanischen Schalter drücken würden, während das Einlegen eines Halbleiterschlüssels nicht ratsam ist und ein mechanischer Schalter oder Kippschalter weder bequem noch ästhetisch ansprechend ist?

Angenommen, Sie müssen den Sensor nur mit Ihrem Finger berühren, und das Ergebnis sollte der Vorgang sein, bei dem eine starke Last wie eine Lampe oder ein Motor an das Netzwerk angeschlossen (oder von diesem getrennt) wird. Komm zur Rettung elektromagnetische Relais. Dank des Relais können Sie die riesigen Tasten der Schalter ablehnen. Stattdessen können Sie jetzt einfach die Mikrotasten berühren, auf die die elektronische Schaltung reagiert, deren Funktion darin besteht, die Relaisspule mit Strom zu versorgen oder von ihr zu trennen. Die Relaisspule ist die Spule eines Elektromagneten (wiederum ein Induktor), der einen federbelasteten Kontakt anzieht, der als mechanischer Schalter wirkt.

Transformator

Verwenden Sie, um eine Wechselspannung und einen Wechselstrom einer Größe in eine Wechselspannung und einen Wechselstrom einer anderen Größe umzuwandeln Transformatoren. Die Primär- und Sekundärwicklungen des am ferromagnetischen Kern montierten Transformators sind Induktivitäten.

Die Primärwicklung erzeugt, wenn ein Wechselstrom durch ihren Draht fließt, einen magnetischen Wechselfluss im Kernvolumen, der die Windungen der Sekundärwicklung durchdringt, eine EMK in dieser induziert und eine Spannung der Sekundärwicklung erzeugt. Transformatoren erhöhen die Spannung von Kraftwerken und versorgen sie mit Stromleitungen. Dann senken sie die Spannung von Stromleitungen und versorgen sie zu unseren Häusern.

Es würde keine Transformatoren geben (Induktivitäten als Primär- und Sekundärwicklungen) - es würde keine Übertragung oder Verteilung von Elektrizität geben. Ganz zu schweigen von Autotransformatoren im Labor, Schweißtransformatoren, Ferrittransformatoren in Schaltnetzteilen, und natürlich wird nicht über Zündspulen in Autos gesprochen, aber Zündspulen sind auch etwas Besonderes, aber Transformatoren, dh wieder Induktoren.

Gas geben

Zur Umwandlung von Elektrizität in Schaltnetzteilen werden spezielle Induktivitäten verwendet - Induktivitäten. Die Funktion einer solchen Spule besteht darin, zuerst Energie in Form eines Magnetfelds im Kern anzusammeln, dort zu speichern und dann der Last zuzuführen. Wenn ein Transformator gleichzeitig Strom umwandelt, erhält der Induktor zuerst Energie und gibt dann ab.

Der Prozess der Umwandlung von Elektrizität am Gas ist zeitlich unterteilt. Trotzdem verwenden Sie hier wieder den Induktor, seine Haupteigenschaft. Der Stromimpuls wird der Induktorwicklung zugeführt, der Induktor speichert Energie in einem Magnetfeld. Dann wirkt der Stromimpuls nicht mehr, sondern es wird eine Last an die Induktivität angeschlossen, und der Induktorstrom fließt durch die Last, jedoch mit einer anderen Spannung, abhängig von den Zeitcharakteristiken des Wandlersteuerkreises. So arbeitet der Induktor beispielsweise bei Energiesparlampen ständig in Verbindung mit Halbleiterschaltern.

Induktionsöfen und Induktionsherde

Ein Induktor ist eine Kernspule. Was aber, wenn als Kern innerhalb einer Spule in ihrem Wirkungsfeld eine Art Vorformling aus ferromagnetischem Material eingeführt wird, das durch Wirbelströme erwärmt werden muss? So funktionieren Induktionsöfen und Induktionsherde. Eine Induktionsheizspule wirkt als Induktor für einen ferromagnetischen Knüppel und induziert darin hochfrequente Wirbelströme, die zur Erwärmung des Knüppels bis zum Schmelzen führen.

Der Induktionsherd funktioniert ähnlich. Der Boden des Kochgeschirrs wird durch einen Wirbelstrom erwärmt, wie der Kern eines Induktors, dessen Wicklung in der Platte eines Induktionskochers verborgen ist. Induktionsspulen werden übrigens auch in Stromversorgungskreisen von Induktionsherden eingesetzt - in der Rolle von Impulstransformatoren und Drosseln.

RFI-Filter

Der Induktor hat die Eigenschaft, zu verhindern, dass sich der Strom ändert. Er weist eine Art elektromagnetische Trägheit auf, die dazu führt, dass der Strom durch sich selbst sickert. Während sich der Strom durch die Spule aufbaut, kann sich das von ihm erzeugte Magnetfeld nicht sofort ändern, die Änderung braucht Zeit, der Induktor scheint sich zu verlangsamen Magnetfeldstromänderung in einem eigenen Draht.

Diese Eigenschaft wird - um Stromänderungen zu vermeiden - in induktiven RFI-Filtern verwendet. Bei Gleichstrom ist die Spule kein Widerstand, außer dass der Widerstand ihres Drahtes als aktiver Widerstand wirkt. Bei Wechsel- und Hochfrequenzstrom (z. B. Schaltstörungen) wird die Spule jedoch zu einem Hindernis. Filter, die auf Induktivitäten basieren, schützen Netzwerke und Schaltkreise vor Störungen.

Im Rahmen eines Schwingkreises

Eine Schwingschaltung ist eine Spule, insbesondere eine Induktivität (mit einem Kern), die mit einem Kondensator verbunden ist. Die Schwingschaltung als solche dient üblicherweise als Schwingungssystem. Es hat eine eigene Resonanzfrequenz und kann daher als Hauptverbindung zum Empfangen oder Empfangen von Schwingungen einer bestimmten Frequenz dienen, beispielsweise in der Funkkommunikation.

Übrigens haben Induktionsheizgeräte oft einen Induktor, der parallel zu einem Kondensator geschaltet ist. Unter solchen Bedingungen ist die Induktorspule auch ein integraler Bestandteil des Schwingkreises. Darüber hinaus kann der Resonanzkreis selbst als Filter fungieren, um Ströme von Frequenzen nahe seiner eigenen Resonanzfrequenz durchzulassen und zu verstärken und weit davon entfernte Frequenzen zu unterdrücken. In Funkempfängern sind Ferritantennen auch Teil eines abstimmbaren Schwingkreises.

Rotoren und Statoren von Motoren und Generatoren

Bei Motoren und Generatoren sind Stator und Rotor modifizierte Induktoren. Rotor Auto-Generator mit Feldwicklung und Polstücken - warum nicht ein Induktor?

Der Stator desselben Generators hat eine dreiphasige Wicklung - dies ist eine Art Modifikation des Induktors. Sogar ein Induktionsmotor - selbst dieser hat eine Statorwicklung, die auch als Induktor bezeichnet werden kann. Darüber hinaus werden die Induktivitäten dieser Statorspulen als solche bei der Auswahl von Arbeitskondensatoren berücksichtigt, beispielsweise wenn ein Drehstrommotor an die Leistung eines Einphasenstromkreises angepasst werden muss.

Weg- und Positionssensoren

Induktive Weg- und Positionssensoren sind Induktivitäten mit modifizierten Kernen. Ein Teil des Kerns der Spule in Form einer Platte, der sich bewegt, ändert die Induktivität der Spule, und die Frequenzparameter der Schaltung ändern sich aufgrund von Änderungen der Induktivität. Dies behebt das Vorhandensein eines Objekts im Aktionsfeld des Sensors. Oder ein zylindrischer stabförmiger Kern kann sich verschieben, wenn sich das ihm zugeordnete Objekt bewegt, und Informationen über die Position des Objekts werden in den Frequenzparametern gelesen, die der variablen Induktivität der Spule zugeordnet sind, deren Kern sich bewegt.

CRT-Strahlrichtung

Bei einigen Monitoren mit Kathodenstrahlröhren wird der Fluss geladener Teilchen durch spezielle Spulen des Ablenksystems fokussiert und abgelenkt. Die Induktivitätsspulen des Ablenksystems sind auf einem Ferritkern mit spezieller Form montiert, in den die Kathodenstrahlröhre eingeführt wird. Durch Einstellen des Stroms in den Wicklungen ändert die Schaltung die Parameter des gesamten Magnetfelds aller Spulen des Systems. Durch den Strahl wird ein bestimmter Pfad erstellt, um einen genau berechneten Ort auf dem Bildschirm zu treffen.

Magnetventil, elektrische Verriegelung, Aufrollrelais

Wie ein Magnet, der Eisenobjekte anzieht, kann die Spule einen ferromagnetischen Kern der einen oder anderen Form ziehen. Einige elektrische Schlösser, Magnetventile und beispielsweise das Retraktorrelais eines Autostarters bewegen den Anhang und halten ihn eine Weile in der Arbeitsposition, bis der Motor gestartet wird. Sie arbeiten ungefähr nach diesem Prinzip. Eine starke Spule zieht zuerst den Anker und hält ihn dann fest. Wenn der Strom abgeschaltet wird, kehrt der Anhang mit einer Feder an seinen Platz zurück.

Spulen mit magnetischem Plasmaeinschluss

Tokamaki sind thermonukleare Fusionsanlagen, in denen Plasma gehalten wird, indem ein Magnetfeld um es herum erzeugt wird, so dass sich das Plasma nur entlang der Kraftlinien bewegt, aber nicht über diese ausbrechen und den Prozess stören kann. Innerhalb einer bestimmten Konfiguration supraleitender Spulen, im einfachsten Fall - in einem Kreis um einen Torus aufgereiht - könnte das Plasma hypothetisch fast für immer zirkulieren. Wie Sie sehen können, befanden sich Induktoren in Tokamaks - Ringkammern mit Magnetspulen. Der Name der Installation spricht für sich.

Tesla-Spule

Wenn man von Induktivitäten spricht, kann man sich an die legendäre Tesla-Spule (oder den Resonanztransformator) erinnern. In diesem Fall arbeitet der Induktor gleichzeitig als Transformator und als Schwingkreis sowie als Empfangsantenne mit offener Kapazität. Es gibt keinen Kondensator parallel zur Resonanzspule, wie bei einer Induktionsheizung, aber es gibt eine Einzelkapazität in Form eines Toroids.

Zusätzlich zum Parameter „Induktivität“ hat jede Spule eine Kapazität und eine eigene Wellenimpedanz. Alle diese Parameter werden beim Einrichten berücksichtigt. Tesla-Transformator. Es scheint, dass nur ein geerdeter Induktor mit einem Toroid oben in seine eigene Resonanz eingeführt wird. Aber wie beeindruckend sieht es aus!