Olen saanut joitakin sähköpostiviestejä, joissa kysytään ”Mikä on induktori?”. Ja tajusin, että se on todella hyvä kysymys. Koska se on tavallaan outo komponentti.
Induktori on vain lankakela.
On uskomattoman helppoa tehdä sellainen – tee vain joitakin silmukoita langalla. Mutta koska langat luovat magneettikenttiä, huomaat pian, että sillä voi tehdä mielenkiintoisia asioita.
Induktori piirissä
Jos opettelet elektroniikkaa, ensimmäinen tärkeä kysymys on: Mitä induktori tekee piirissä?
Induktori vastustaa virran muutoksia.
Oheisessa piirissä on LED ja vastus sarjassa induktorin kanssa. Ja siellä on kytkin, jolla virta kytketään päälle ja pois.
Ilman induktoria tämä olisi vain tavallinen LED-piiri ja LED syttyisi heti, kun käännät kytkintä.
Mutta induktori on komponentti, joka vastustaa virran muutoksia.
Kun kytkin on pois päältä, virtaa ei virtaa. Kun käännät kytkimen päälle, virta alkaa virrata. Se tarkoittaa, että virrassa tapahtuu muutos, jota induktori vastustaa.
Siinä sen sijaan, että virta menisi heti nollasta maksimiin, se kasvaa vähitellen maksimivirtaan asti.
(Tämän piirin maksimivirta määräytyy vastuksen ja ledin mukaan.)
Koska virta ratkaisee ledin valon voimakkuuden, induktori saa ledin himmenemään sen sijaan, että se syttyisi heti.
Mitä tapahtuu, kun irrotat induktorin?
Induktori myös vastustaa virran sammumista välittömästi. Virta ei lopeta virran kulkua induktorissa hetkessä.
Siten kun katkaiset virran, induktori yrittää jatkaa virran kulkua.
Se tekee tämän kasvattamalla nopeasti jännitettä sen napojen yli.
Se itse asiassa nousee niin paljon, että voit saada pienen kipinän kytkimen nastojen yli!
Tämän kipinän ansiosta virta voi jatkua (ilman läpi!) sekunnin murto-osan ajan, kunnes induktorin ympärillä oleva magneettikenttä on hajonnut.
Sentähän varten on tavallista, että releen tai tasavirtamoottorin kelan poikki asetetaan käänteinen diodi. Näin induktori voi purkautua diodin läpi sen sijaan, että se loisi piiriin korkeajännitteitä ja kipinöitä.
Miten induktorit toimivat
Jokaista johdinta, jonka läpi kulkee virta, ympäröi pieni magneettikenttä.
Kun johdin kiedotaan kelaksi, kenttä vahvistuu.
Jos kelaat langan magneettisen ytimen, kuten teräksen tai raudan, ympärille, saat vielä vahvemman magneettikentän.
Siten syntyy sähkömagneetti.
Induktorin ympärillä oleva magneettikenttä riippuu virrasta. Kun virta siis muuttuu, magneettikenttä muuttuu.
Kun magneettikenttä muuttuu, induktorin napojen yli syntyy jännite, joka vastustaa tätä muutosta.
Mihin induktoreita voi käyttää?
Ei ole kovin yleistä nähdä erillisiä induktoreita tyypillisissä aloittelijoille tarkoitetuissa esimerkkipiireissä. Joten jos olet vasta aloittamassa, et luultavasti törmää niihin vielä.
Mutta ne ovat hyvin yleisiä virtalähteissä. Esimerkiksi buck- tai boost-muuntimen luomiseksi. Ja ne ovat yleisiä radiopiireissä oskillaattoreiden ja suodattimien luomiseksi.
Mihin tulet kuitenkin törmäämään paljon useammin, ovat sähkömagneetit. Ja ne ovat periaatteessa induktoreita. Niitä löytyy melkein kaikesta, mikä liikkuu sähköstä. Kuten releissä, moottoreissa, solenoideissa, kaiuttimissa ja muissa.
Ja muuntaja on pohjimmiltaan kaksi induktoria, jotka on kierretty saman ytimen ympärille.
Jos haluat oppia, miten muut elektroniikkakomponentit toimivat, jatka elektroniikan peruskomponentteihin.