რა არის ინდუქტორი?

ორიგინალი Bingsen-ის სამრეწველო კონტროლი

ინდუქციურობა არის ფიზიკური მახასიათებელი წრედში, რომელიც აღწერს, თუ როგორ უძლებენ წრედის კომპონენტები დენის ცვლილებებს და წარმოქმნიან ძაბვას. ამ კონცეფციის დეტალურად და მარტივად ასახსნელად, მოდით, ის რამდენიმე ნაწილად განვიხილოთ:

1. დენი და მაგნიტური ველი
პირველ რიგში, მნიშვნელოვანია გვესმოდეს, რომ როდესაც დენი გადის მავთულში, ის წარმოქმნის მაგნიტურ ველს. ეს ელექტრომაგნეტიზმის ფუნდამენტური პრინციპია. მაგნიტური ველის სიძლიერე დამოკიდებულია დენის სიდიდეზე: რაც უფრო დიდია დენი, მით უფრო ძლიერია წარმოქმნილი მაგნიტური ველი.

2. ელექტრომაგნიტური ინდუქცია
შემდეგ, ჩვენ გავეცნობით ელექტრომაგნიტურ ინდუქციას. ფარადეის ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონი გვეუბნება, რომ ცვალებად მაგნიტურ ველს შეუძლია ძაბვის გენერირება მიმდებარე გამტარებში. ეს ნიშნავს, რომ თუ თქვენ გაქვთ მაგნიტური ველი და მისი ინტენსივობა იცვლება, მას შეუძლია ძაბვის „აღგზნება“ ან „ინდუცირება“ ახლომდებარე მავთულხლართებში.

3. ინდუქციის ფუნქცია
მაშ ასე, როგორ მუშაობს ინდუქციურობა? როდესაც გაქვთ მავთული (მაგალითად, ხვეული) და შიგნით ელექტროენერგიას მიმართავთ, წარმოიქმნება მაგნიტური ველი. თუ დენი დაიწყებს ცვლილებას (გაზრდას ან შემცირებას), მის გარშემო არსებული მაგნიტური ველიც შეიცვლება. ფარადეის კანონის თანახმად, ეს ცვალებადი მაგნიტური ველი მავთულზე წარმოქმნის ინდუცირებულ ძაბვას, რომელიც ცდილობს თავდაპირველი დენის ნაკადი უცვლელად შეინარჩუნოს. ეს ფენომენი ინდუქციურობის გამოვლინებაა.

თუ დენი გაიზრდება, ინდუქტორი წარმოქმნის საპირისპირო ძაბვას, რითაც შეეცდება დენის შემცირებას. თუ დენი შემცირდება, ინდუქტორი წარმოქმნის პირდაპირ ძაბვას, რითაც შეეცდება დენის გაზრდას. სწორედ ამიტომ, ინდუქტორებს ზოგჯერ აღწერენ, როგორც დენის „ინერციას“, რომელიც ეწინააღმდეგება დენის ცვლილებებს.

4. ხვეული და ინდუქციურობა
პრაქტიკულ გამოყენებაში, ინდუქციურობის ეფექტის გასაზრდელად, მავთულები, როგორც წესი, ხვეულების ფორმაში იხვევა. ხვეულის შიგნით თითოეული მავთული ერთმანეთზე მოქმედებს მიმდებარე ხვეულების მიერ წარმოქმნილი მაგნიტური ველის გამო, რაც მთელი ხვეულის ინდუქციურობას გაცილებით დიდს ხდის, ვიდრე სწორი გამტარის.

5. განაცხადი
ინდუქტორებს მრავალი პრაქტიკული გამოყენება აქვთ. მაგალითად, ენერგეტიკულ მოწყობილობებში ინდუქტორების გამოყენება შესაძლებელია ძაბვის რყევების გასასწორებლად; უკაბელო საკომუნიკაციო მოწყობილობებში კი ისინი გამოიყენება კონდენსატორებთან ერთად რხევის წრედების შესაქმნელად, რომლებსაც შეუძლიათ კონკრეტული სიხშირის სიგნალების გაფილტვრა.

(1) დენის ფილტრი
ინდუქტორები გამოიყენება დენის წრედებში, განსაკუთრებით გადართვის კვების წყაროებში, დენის და ძაბვის გასათანაბრებლად, ხმაურისა და პიკების შესამცირებლად. ისინი გამოიყენება მაღალი სიხშირის ხმაურის ჩასახშობად და წრედებისთვის სტაბილური მუდმივი დენის უზრუნველსაყოფად.
(2) რეზონანსული წრედი და სიხშირის შერჩევა
ინდუქტორები და კონდენსატორები ერთად გამოიყენება რეზონანსული წრედების შესაქმნელად, რომლებსაც შეუძლიათ სიგნალების შერჩევა ან გაძლიერება კონკრეტულ სიხშირეებზე. ეს ძალიან მნიშვნელოვანია უსადენო საკომუნიკაციო მოწყობილობებში, როგორიცაა რადიოები და მობილური ტელეფონები, რადგან მისი გამოყენება შესაძლებელია სიხშირის ფილტრაციისა და რეგულირებისთვის.

(3) ენერგიის შენახვა და გადაცემა
ინდუქტორები ენერგიის შენახვის კომპონენტებს წარმოადგენენ წრედებში, განსაკუთრებით იმპულსური კვების წყაროებსა და ენერგიის დროებითი შენახვის აპლიკაციებში. ტრანსფორმატორებში ინდუქტორები გამოიყენება ენერგიის სხვადასხვა წრედებს შორის მაგნიტური შეერთების გზით გადასაცემად და ძაბვისა და დენის დონის ცვლილებების უზრუნველსაყოფად.
(4) დენის და ჭარბი დენისგან დაცვის შეზღუდვა
ელექტროძრავების გაშვებისა და კვების სქემებში ინდუქტორებს შეუძლიათ შეზღუდონ დენის ზრდის სიჩქარე და პიკური დენი, რითაც უზრუნველყოფენ ჭარბი დენისგან დაცვას და ხელს უშლიან წრედის დაზიანებას.

(5) სიგნალის დამუშავება
ანალოგური სიგნალის დამუშავებისას ინდუქტორები გამოიყენება მაღალი სიხშირის სიგნალების გასაფილტრად, წინაღობისა და დაყოვნების სიგნალების შესატყვისად. ისინი გავრცელებულია სხვადასხვა ფილტრის დიზაინში.
(6) ელექტრომაგნიტური ჩარევის (EMI) ჩახშობა
ინდუქციურობა გამოიყენება ელექტრომაგნიტური ჩარევის (EMI) ჩასახშობად და გასაფილტრად, რამაც შეიძლება ხელი შეუშალოს ხმაურის შეღწევას წრედში და ასევე ხელი შეუშალოს წრედიდან ხმაურის გამოყოფას, რითაც თავიდან აიცილებს სხვა მოწყობილობებთან ჩარევას.

(7) სენსორები
ზოგიერთ სენსორულ ტექნოლოგიაში ინდუქტორები გამოიყენება მაგნიტური ველების ცვლილებების აღმოსაჩენად, რაც შეიძლება დაკავშირებული იყოს პოზიციასთან, სიჩქარესთან ან სხვა ფიზიკურ სიდიდეებთან.
(8) სიმძლავრის კოეფიციენტის კორექცია
ცვლადი დენის ენერგოსისტემებში, ინდუქტორები და კონდენსატორები გამოიყენება ერთად, რათა გააუმჯობესონ სიმძლავრის კოეფიციენტი, შეამცირონ რეაქტიული სიმძლავრის მოხმარება და ამით გაზარდონ ელექტროენერგიის გამოყენების ეფექტურობა.

6. გაზომვის ერთეული
ინდუქციურობის ერთეულია ჰენრი (H), რომელსაც სახელი ამერიკელი მეცნიერის, ჯოზეფ ჰენრის პატივსაცემად დაერქვა. თუ ხვეულის ინდუქციურობა 1 ჰენრის ტოლია, მაშინ ყოველ ჯერზე, როდესაც დენი წამში 1 ამპერით იცვლება, ის ხვეულზე 1 ვოლტის ინდუცირებულ ძაბვას წარმოქმნის.

შეჯამება
ამგვარად, საერთო ჯამში, ინდუქციურობა კომპონენტის მახასიათებელია, რომელიც ეწინააღმდეგება დენის ცვლილებებს კომპონენტში უკუ ძაბვის გენერირებით, რაც დენის სწრაფ ცვლილებებს უპირისპირდება. ამ მარტივ პრინციპს ფართო გამოყენება აქვს ელექტრონულ ტექნოლოგიასა და ელექტროტექნიკაში, უმარტივესი სიმძლავრის ფილტრაციიდან დაწყებული რადიოსიხშირული რეგულირებით დამთავრებული.