Induktor digunakan untuk penukaran tenaga elektrik dalam hampir setiap litar elektronik kuasa. Ini ialah peranti storan tenaga aktif, digunakan untuk menyediakan tenaga tersimpan di antara mod pengendalian yang berbeza dalam litar. Di samping itu, ia juga boleh berfungsi sebagai penapis, terutamanya untuk bentuk gelombang arus bertukar & juga menyediakan pengehadan arus sementara dalam suis snubber. Induktor dikelaskan kepada jenis yang berbeza bergantung kepada bahan & kaedah pembinaan khusus di mana setiap jenis induktor mempunyai beberapa faedah. Jadi artikel ini membincangkan salah satu jenis induktor seperti induktor teras besi – bekerja dengan aplikasi.
Apakah Induktor Teras Besi?
Induktor nilai tetap di mana teras besi digunakan di dalam gegelung untuk meningkatkan nilai kearuhan suatu induktor dikenali sebagai induktor teras besi. Induktor ini mempunyai sangat rendah kearuhan nilai dan teras besi induktor ini mempunyai ciri-ciri magnet yang sangat unik yang menguatkan medan magnet. The simbol induktor teras besi ditunjukkan di bawah.
Pembinaan Induktor Teras Besi
Induktor teras besi direka bentuk dengan dawai tembaga bertebat seperti gegelung bahan pengalir dengan melilit teras besi. Bahan pengalir ini hanya membantu dalam menguatkan medan magnet induktor dengan menjadikan induktor lebih baik dalam menyimpan tenaga magnet berbanding dengan induktor teras udara dengan bilangan lilitan yang sama.
Dalam reka bentuk konvensional, teras besi akan berwayar di sekeliling bentuk geometri yang melampirkan gegelung yang dibina secara heliks. Wayar selalunya termasuk bahan seperti aloi nikel-besi nikel, magnesium dan kadmium. Wayar ini digunakan dalam julat saiz dari 0.014 hingga 0.56mm, bergantung pada tahap semasa aplikasi dan julat frekuensi yang diliputi oleh komponen induktif. Kuantiti lilitan interwinding menentukan aruhan elektrik dalam sistem konduktor wayar yang dihasilkan apabila voltan dikenakan merentasi belitan komponen.
Reka bentuk tradisional bagi induktor teras magnet menggunakan teras besi dan bahan ferit yang dibalut dengan litar magnet untuk memberikan kearuhan yang dikehendaki. Reka bentuk teras besi biasa terdiri daripada geometri di mana dua atau lebih sekatan silinder selari berkemungkinan besar pada mandrel dan kemudian disalut dengan resin epoksi untuk mencipta penghalang magnet yang diperlukan di sekeliling bahagian dalam ruang silinder. Penggulungan membujur ini biasanya disambungkan untuk membentuk gelung tertutup sepadan dengan panjang pi bahan teras kami.
Prinsip Kerja
Prinsip kerja aruhan teras Besi adalah berdasarkan sifat aruhan magnet adalah berkadar dengan kadar perubahan fluks magnet melalui litar. Jadi apabila arus ulang alik dialirkan melalui gegelung satu pusingan berasaskan besi medan magnet elektrik dalam gegelung cuba menolak melepasi paksi yang mengakibatkan arus pusar terbentuk dalam logam. Arus ini mencipta medan magnet yang bertindak terhadap primer, menghasilkan kekutuban magnet yang bertentangan dan dengan itu membatalkan voltan daripada kebocoran dalam wayar. Semakin banyak lilitan dalam gegelung dan rintangannya semakin kuat kesan pembatalan ini. Inilah sebabnya mengapa jumlah kuasa elektrik yang tinggi boleh dimasukkan ke dalam konduktor teras besi tanpa sebarang kerosakan yang disebabkan.
Di samping itu, apabila teras digerakkan di dalam dan di luar gegelung wayar, ia boleh mengubah induktansi. Berbanding dengan induktor teras udara, induktor ini lebih unggul dalam menyimpan tenaga magnet kerana bahan besi membantu dalam menguatkan medan magnet induktor.
Induktor Teras Besi Vs Teras Udara
Perbezaan antara induktor teras besi dan teras udara termasuk yang berikut.
|
Induktor Teras Besi |
Induktor Teras Udara |
| Induktor teras besi menggunakan teras magnet ferit/besi.
|
Konduktor teras udara boleh menggunakan seramik, plastik atau bahan bukan magnet lain; jika tidak, mereka hanya mempunyai udara dalam belitan. |
| Induktor ini mempunyai nilai induktansi yang besar. | Induktor teras udara mempunyai nilai kearuhan yang rendah. |
| Induktor ini lebih unggul dalam menyimpan tenaga magnet. | Induktor ini tidak lebih baik dalam menyimpan tenaga magnet. |
| Induktor ini biasanya mempunyai beberapa kehilangan teras.
|
Induktor ini sangat cekap pada frekuensi tinggi, jadi mereka tidak mengalami kehilangan teras. |
| Ini bersaiz besar. | Ini bersaiz kecil. |
| Induktor beroperasi sehingga beberapa ratus MHz (megahertz) | Induktor beroperasi pada frekuensi sehingga 1GHz. |
| Ini sering digunakan dalam aplikasi berasaskan frekuensi rendah seperti peranti audio, bekalan kuasa dalam industri, sistem penyongsang, dsb. | Ini sering digunakan dalam aplikasi berasaskan frekuensi tinggi seperti penerima TV & radio.
|
Formula Induktor Teras Besi
Dalam induktor, jika rod yang digunakan adalah magnet seperti besi atau ferit maka ia akan meningkatkan kearuhan induktor. Begitu juga, jika rod yang digunakan adalah bukan magnet seperti tembaga atau bahan lain, maka ia akan mengurangkan kearuhan induktor. Formula untuk pengiraan induktansi ialah;
L = µ0 µr N^2A/l
di mana
Bilangan pusingan 'N'.
panjang 'l'.
'µ0' ialah kebolehtelapan ruang bebas.
'µr' ialah kebolehtelapan relatif.
‘µr’ untuk besi lebih besar daripada 1 (>1)
‘µr’ untuk kuprum adalah kurang daripada 1 (<1)
'A' ialah kawasan gegelung.
Bagaimana Untuk Memilih Induktor Teras Besi?
Induktor mempunyai sifat & fungsi yang berbeza berdasarkan bentuk, bahan teras atau kegunaannya. Jadi, seseorang harus mengetahui fungsi & sifat ini untuk memilih induktor yang betul untuk aplikasi tertentu. Oleh itu, terdapat banyak faktor yang perlu dipertimbangkan semasa memilih induktor teras besi seperti prestasi induktor, keperluan litar, pertimbangan RF, saiz dan perisai induktor, peratusan toleransi, dll. Jadi faktor yang mempengaruhi induktansi perlu diambil kira.
Faktor yang Mempengaruhi
Dalam mana-mana jenis induktor, terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi kearuhan gegelung yang dibincangkan di bawah.
Bilangan Pusingan dalam Gegelung
Jika bilangan lilitan dalam gegelung lebih banyak maka magnitud kearuhan akan lebih tinggi.
Panjang Gegelung
Apabila panjang gegelung lebih panjang, maka magnitud kearuhan akan menjadi lebih kecil.
Bahan Teras
Jika kebolehtelapan magnet bahan teras lebih besar, maka kearuhan akan lebih besar.
Kelebihan dan kekurangan
The kelebihan induktor teras besi termasuk yang berikut.
- Induktor ini mempunyai kerugian yang lebih sedikit.
- Saiz dan pembinaannya mudah.
- Induktor jenis ini mempunyai faktor Q yang tinggi.
- Induktor ini mempunyai nilai induktansi yang besar.
The keburukan aruhan teras besi rs termasuk yang berikut.
- Dalam induktor ini, kehilangan meningkat pada frekuensi tinggi.
- Induktor ini mempunyai pengasingan yang rumit.
- Induktor ini mempunyai lebih banyak arus pusar & juga penarafan arus harmonik.
Aplikasi/Kegunaan
Aplikasi induktor teras besi termasuk yang berikut.
- Induktor ini digunakan dalam litar penapis untuk menstabilkan voltan riak.
- Ia amat berguna dalam aplikasi AF & bekalan kuasa industri.
- Ini boleh digunakan sebagai pencekik AF dalam lampu tiub pendarfluor.
- Ini digunakan dalam sistem penyongsang.
- Ini digunakan dalam transit pantas & penyaman kuasa.
Oleh itu, ini adalah gambaran keseluruhan teras besi induktor – berfungsi dengan aplikasi. Secara amnya, banyak induktor termasuk teras magnet yang dibuat dengan besi atau ferit yang disusun dalam gegelung. Kesan teras besi dalam induktor adalah untuk meningkatkan medan magnet & dengan itu kearuhan. Nilai kearuhan bagi induktor ini adalah sangat tinggi kerana teras besinya. Jadi mereka boleh mengendalikan kuasa maksimum walaupun mereka terhad dalam kapasiti frekuensi tinggi. Ini kebanyakannya digunakan dalam aplikasi berasaskan frekuensi rendah seperti peralatan audio. Berikut adalah soalan untuk anda, apakah itu induktor teras udara ?
