Användning av induktorer

Om du tänker hårt, kan alla typer av applikationer för en till synes enkel sak som en induktor helt enkelt inte räknas. I en artikel minns vi bara några få av dem. Samtidigt tröttnar inte människans uppfinningsrikedom och talang på att kreativt uttrycka sig, uppfinna och utveckla fler och fler nya enheter och mekanismer baserade på induktorn.

Det verkar som att du här kan bygga? En enkel trådspole, det kan vara en kärna med en viss form, och strömmen passerar genom tråden i konstant, variabel eller pulserad form. Och ändå, utan induktorer, kunde all modern elektroteknik helt enkelt inte existera. Låt oss titta närmare.

Lyft elektromagnet

Hissbrickor har använts över hela världen under många år för att ladda ferromagnetiskt avfall. Genom att applicera en elektrisk effekt på 18 kW på arbetslindningen är det möjligt att hålla och fördjupa mer än 2 ton järn åt gången, medan avrivningskraften som utvecklas vid en given effekt överstiger 25 ton.

En elektromagnet med en diameter på cirka 1,5 meter håller sig helt enkelt fast vid krankroken, drivs som regel av trefas växelspänning, och det är möjligt att snabbt ladda ferromagnetiska material eller järnprodukter. Sektionerade lindningar av flera induktorer får ström genom att magnetisera en kärna gjord av en speciell legering, och den lockar i sin tur till exempel skrot som måste laddas i bilar.

Elektromagnetiskt relä

Tänk om du behövde slå på och stänga av strömmen från någon elektrisk krets med jämna mellanrum, som om du trycker på en knapp på en mekanisk omkopplare, medan det inte är tillrådligt att sätta en halvledarknapp, och en mekanisk omkopplare eller vippbrytare är varken bekväm eller estetiskt tilltalande?

Anta att du bara behöver röra sensorn med fingret, och resultatet ska vara processen att ansluta en kraftfull belastning, till exempel en lampa eller motor, till (eller koppla från) nätverket. Kom till undsättning elektromagnetiska reläer. Tack vare reläet kan du vägra från de stora knapparna på omkopplarna; istället kan du helt enkelt röra vid mikroknapparna som den elektroniska kretsen kommer att reagera på, vars funktion är att leverera ström till reläspolen eller ta bort ström från den. Reläspolen är spolen hos en elektromagnet (återigen en induktor), som lockar en fjäderbelastad kontakt som fungerar som en mekanisk omkopplare.

transformator

För att konvertera en växelspänning och ström av en storlek till en växelspänning och ström av en annan storlek, använd transformers. De primära och sekundära lindningarna av transformatorn monterade på den ferromagnetiska kärnan är induktorer.

Den primära lindningen, när en växelström passerar genom sin tråd, skapar ett växlande magnetiskt flöde i kärnvolymen, som tränger igenom sekundärlindningens svängningar och inducerar en EMF i den, skapar en sekundär lindningsspänning. Transformatorer ökar spänningen i kraftverk och levererar dem till kraftledningar och sänker sedan spänningen från kraftledningar och levererar den till våra hem.

Det skulle inte finnas några transformatorer (induktorer som primära och sekundära lindningar) - det skulle inte finnas någon överföring eller distribution av el. För att inte tala om laboratoriets autotransformatorer, svetstransformatorer, ferrittransformatorer vid växling av strömförsörjning, och naturligtvis skulle det inte vara prat om några tändspolar i bilar, men tändspolar är också speciella, men transformatorer, det vill säga induktorer igen.

choke

För att konvertera elektricitet vid växelströmförsörjning används specialinduktorer - induktorer. En sådan spirals funktion är att först ackumulera energi i form av ett magnetfält i kärnan, lagra den där och sedan ge den till lasten. Om en transformator konverterar el på samma gång får induktorn först energi, sedan avger den.

Processen att konvertera elektricitet vid gasen är uppdelad i tid. Ändå, här har du igen användningen av en induktor, dess huvudegenskap. Strömpulsen matas till induktorlindningen, induktorn lagrar energi i ett magnetfält. Sedan verkar inte längre strömpulsen utan en last är ansluten till induktorn, och induktorströmmen rusar genom lasten, men med en annan spänning, beroende på tidsegenskaperna för omvandlarens styrkrets. Så induktorn hela tiden, till exempel i energibesparande lampor, fungerar tillsammans med halvledaromkopplare.

Induktionsugnar och induktionskokare

En induktor är en kärnspole. Men vad händer om, som en kärna, inuti en spole, i sitt handlingsfält, införs någon form av förform från ferromagnetiskt material som måste värmas upp av virvelströmmar? Så fungerar induktionsugnar och induktionskokare. En induktionsvärmespole fungerar som en induktor för en ferromagnetisk sladd, vilket inducerar högfrekventa virvelströmmar i den, vilket leder till upphettning av stämman tills den smälter.

Induktionskokaren fungerar på liknande sätt. Kokkärlets botten värms upp av en virvelström, som kärnan i en induktor, vars lindning är gömd inuti panelen på en induktionskokare. Förresten, induktionsspolar används också i kraftförsörjningskretsar för induktionskokare - i rollen som pulstransformatorer och choker.

RFI-filter

Induktorn har den egenskapen att förhindra att strömmen ändras, den uppvisar en slags elektromagnetisk tröghet, vilket får strömmen att läcka genom sig självt, eftersom medan strömmen byggs upp genom spolen, det magnetiska fältet som skapas av den inte kan ändras direkt, förändringen tar tid, verkar induktorn sakta ner magnetfältströmförändring i sin egen tråd.

Den här egenskapen - för att förhindra aktuella ändringar - används i induktiva RFI-filter. För likström är spolen inte ett motstånd, förutom att trådens motstånd fungerar som ett aktivt motstånd, men för en växelström och högfrekvensström (som växelstörning) kommer spolen att bli ett hinder. Så filter baserade på induktorer skyddar nätverk och kretsar från störningar.

Som en del av en oscillerande krets

En svängande krets är en spole, i synnerhet en induktor (med en kärna) ansluten till en kondensator. Den oscillerande kretsen som sådan tjänar vanligtvis som ett oscillerande system. Den har sin egen resonansfrekvens och kan därför fungera som en huvudlänk för att ta emot eller ta emot svängningar av en viss frekvens, till exempel i radiokommunikation.

Förresten, induktionsvärmare har ofta en induktor ansluten parallellt med en kondensator, under sådana förhållanden är induktionsspolen också en integrerad del av oscillerande krets. Dessutom kan själva resonanskretsen fungera som ett filter - för att passera och förstärka strömmar av frekvenser nära den naturliga resonansfrekvensen och undertrycka frekvenser långt ifrån den. I radiomottagare är ferritantenner också en del av en inställbar oscillerande krets.

Rotorer och statorer för motorer och generatorer

I motorer och generatorer är statorn och rotorn modifierade induktorer. rötor bilgenerator med fältlindning och stolpar - varför inte en induktor?

Statoren i samma generator har en trefaslindning - detta är en slags modifiering av induktorn. Till och med en induktionsmotor - till och med den som har en statormindning, som också kan kallas induktor. Vidare beaktas induktanserna för dessa statorspolar som sådana vid val av arbetskondensatorer, till exempel när en trefasmotor måste anpassas till kraft från en enfas krets.

Förskjutnings- och positionssensorer

Induktiv förskjutning och positionssensorer är induktorer med modifierade kärnor. En del av spolens kärna i form av en platta, rörelse ändrar spolens induktans, och kretsens frekvensparametrar ändras på grund av induktansförändringar. Detta fixar närvaron av ett objekt i sensorns handlingsfält. Eller en cylindrisk stavformad kärna kan röra sig när objektet som är associerat med den rör sig, och information om objektets position läses i frekvensparametrarna som är associerade med den variabla induktansen hos spolen vars kärna rör sig.

CRT-strålningsriktning

I vissa monitorer med katodstrålerör fokuseras och avböjs flödet av laddade partiklar med speciella spolar i avböjningssystemet. Induktansspolarna i avböjningssystemet är monterade på en speciellt formad ferritkärna i vilken katodstråleröret är insatt. Genom att justera strömmen i lindningarna ändrar kretsen parametrarna för det totala magnetfältet för alla systemets spolar, som ett resultat av strålen skapas en viss väg för att träffa en exakt beräknad plats på skärmen.

Magnetventil, elektriskt lås, infällningsrelä

Som en magnet som lockar järnföremål kan spolen dra in en ferromagnetisk kärna av en eller annan form. Vissa elektriska lås, magnetventiler, och som ett exempel, återkopplingsreläet på en bilstartare, rörelse av bendixen och hålla den ett tag i arbetsläge tills motorn startas, arbetar ungefär enligt denna princip. En kraftfull spole drar först ankaret och håller sedan i det. När strömmen är avstängd återgår bendixen till sin plats med en fjäder.

Spolar av magnetisk plasmabegränsning

Tokamaki är termonukleära fusionsinstallationer där plasma hålls genom att skapa ett magnetfält runt det så att plasman bara rör sig längs kraftlinjerna, men inte kan bryta ut över dem och störa processen. Inuti en viss konfiguration av superledande spolar, i enklaste fall - i en cirkel runt en torus, kunde plasma hypotetiskt cirkulera nästan för evigt. Som du kan se befann sig induktorer sig i tokamaks - toroidkamrar med magnetspolar. Installationsnamnet talar för sig själv.

Tesla Coil

På tal om induktorer kan man inte låta bli att komma ihåg den legendariska Tesla-spiralen (eller resonanstransformatorn). I detta fall fungerar induktorn samtidigt som en transformator och som en oscillerande krets och som en mottagande antenn med en öppen kapacitans. Det finns ingen kondensator parallellt med resonansspolen, som i en induktionsvärmare, men det finns en ensam kapacitet i form av en toroid.

Förutom parametern “induktans” har varje spole också en kapacitans och sin egen vågimpedans. Alla dessa parametrar beaktas vid installationen. Tesla transformator. Det verkar som att bara en jordad induktor med en toroid upptill införde sin egen resonans. Men hur imponerande det ser ut!