Otrzymałem kilka e-maili z pytaniem „Co to jest induktor?”. I zdałem sobie sprawę, że jest to naprawdę dobre pytanie. Ponieważ jest to dość dziwny element.
Induktor to po prostu zwój drutu.
Zrobienie go jest niezwykle proste – wystarczy zrobić kilka pętli z drutu. Ale ponieważ druty tworzą pola magnetyczne, wkrótce przekonasz się, że mogą one robić ciekawe rzeczy.
Cewka indukcyjna w obwodzie
Jeśli uczysz się elektroniki, pierwsze ważne pytanie brzmi: Co cewka indukcyjna robi w obwodzie?
Cewka indukcyjna jest odporna na zmiany w prądzie.
W poniższym obwodzie masz diodę LED i rezystor w szeregu z cewką indukcyjną. Jest też przełącznik, który włącza i wyłącza zasilanie.
Bez cewki indukcyjnej byłby to zwykły obwód z diodą LED i dioda włączyłaby się od razu po przekręceniu przełącznika.
Ale cewka indukcyjna jest elementem, który jest odporny na zmiany w prądzie.
Kiedy przełącznik jest wyłączony, nie płynie żaden prąd. Gdy włączymy przełącznik, prąd zaczyna płynąć. Oznacza to, że następuje zmiana prądu, której induktor będzie się opierał.
Więc zamiast prądu od zera do maksimum od razu, będzie on stopniowo wzrastał aż do prądu maksymalnego.
(Maksymalny prąd dla tego obwodu jest ustalony przez rezystor i diodę LED.)
Ponieważ prąd decyduje o intensywności świecenia diody LED, cewka indukcyjna sprawia, że dioda LED zanika zamiast włączać się natychmiast.
Co się stanie, gdy odłączysz cewkę indukcyjną?
Cewka indukcyjna przeciwstawia się również natychmiastowemu wyłączeniu prądu. Prąd nie przestanie płynąć w cewce w jednej chwili.
Więc kiedy wyłączysz zasilanie, cewka będzie próbowała kontynuować przepływ prądu.
Wykonuje to poprzez szybkie zwiększenie napięcia na jej zaciskach.
Właściwie zwiększa się ono tak bardzo, że można uzyskać małą iskrę na stykach przełącznika!
Iskra ta umożliwia przepływ prądu (przez powietrze!) przez ułamek sekundy, dopóki pole magnetyczne wokół wzbudnika nie ulegnie załamaniu.
Dlatego też często umieszcza się diodę odwrotnie na cewce przekaźnika lub silnika prądu stałego. W ten sposób cewka może rozładować się przez diodę, zamiast tworzyć wysokie napięcie i iskry w obwodzie.
Jak działają induktory
Każdy drut, przez który płynie prąd, ma małe pole magnetyczne wokół siebie.
Gdy zwijasz drut w cewkę, pole staje się silniejsze.
Jeśli owiniesz drut wokół magnetycznego rdzenia, takiego jak stal lub żelazo, otrzymasz jeszcze silniejsze pole magnetyczne.
W ten sposób tworzysz elektromagnes.
Pole magnetyczne wokół wzbudnika zależy od natężenia prądu. Tak więc, gdy zmienia się natężenie prądu, zmienia się pole magnetyczne.
Gdy zmienia się pole magnetyczne, na zaciskach cewki indukcyjnej powstaje napięcie, które przeciwstawia się tej zmianie.
Do czego można wykorzystać cewki indukcyjne?
Nieczęsto widuje się dyskretne cewki indukcyjne w typowych przykładowych obwodach dla początkujących. Więc jeśli dopiero zaczynasz, prawdopodobnie jeszcze się z nimi nie zetknąłeś.
Ale są one bardzo powszechne w zasilaczach. Na przykład, aby stworzyć konwerter buck lub boost. I są powszechne w obwodach radiowych do tworzenia oscylatorów i filtrów.
To, z czym zetkniesz się znacznie częściej, to elektromagnesy. I są to w zasadzie induktory. Znajdziesz je w prawie wszystkim, co porusza się z elektryczności. Jak przekaźniki, silniki, elektromagnesy, głośniki i wiele innych.
A transformator to w zasadzie dwa cewki indukcyjne nawinięte wokół tego samego rdzenia.
Jeśli chcesz dowiedzieć się jak działają inne elementy elektroniczne, przejdź do podstawowych elementów w elektronice.