Являясь одним из основных пассивных компонентов, индукторы имеют богатую историю в электронике, начиная с запуска двигателей и заканчивая подачей электроэнергии в ваш дом. Они накапливают энергию в магнитном поле, когда ток течет через него; типичный индуктор использует изолированный провод, обмотанный в катушку вокруг центрального сердечника.
Как бы ни были полезны индукторы, самая большая проблема с их использованием — это их физический размер. Индукторы часто затмевают все другие электронные компоненты, используемые в схеме, и также увеличивают вес. Некоторые методы были разработаны для моделирования большой индуктивности в цепи, но дополнительные сложности и дополнительные компоненты ограничивают использование этих методов.
фильтры
Индукторы широко используются с конденсаторами и резисторами для создания фильтров для аналоговых цепей и обработки сигналов. В одиночку индуктор функционирует как фильтр нижних частот, поскольку импеданс индуктора увеличивается с увеличением частоты сигнала. В сочетании с конденсатором, импеданс которого уменьшается с увеличением частоты сигнала, получается фильтр с надрезом, который пропускает только определенный диапазон частот. Благодаря сочетанию конденсаторов, катушек индуктивности и резисторов, усовершенствованные топологии фильтров поддерживают множество приложений. Фильтры используются в большинстве электроники, хотя конденсаторы часто используются, а не индукторы, когда это возможно, так как они меньше и дешевле.
датчиков
Бесконтактные датчики ценятся за их надежность и простоту эксплуатации. Индукторы чувствуют магнитные поля или наличие магнитопроницаемого материала на расстоянии. Индуктивные датчики лежат в основе почти каждого перекрестка со светофором, который определяет интенсивность движения и соответствующим образом регулирует сигнал. Эти датчики работают исключительно хорошо для легковых и грузовых автомобилей, но некоторые мотоциклы и другие транспортные средства не имеют достаточного количества сигнатур, которые могут быть обнаружены датчиками без небольшого дополнительного ускорения путем добавления магнита h3 в днище автомобиля.
Индуктивные датчики ограничены двумя основными способами: либо измеряемый объект должен быть магнитным и индуцировать ток в датчике, либо датчик должен получать питание для обнаружения присутствия материалов, которые взаимодействуют с магнитным полем. Это ограничивает применение индуктивных датчиков и оказывает большое влияние на конструкции, которые их используют.
трансформеры
Объединение индукторов, имеющих общий магнитный путь, образует трансформатор. Трансформатор является основным компонентом национальных электрических сетей и используется во многих источниках питания также для увеличения или уменьшения напряжения до желаемого уровня. Поскольку магнитные поля создаются изменением тока, чем быстрее изменяется ток (увеличение частоты), тем эффективнее работает трансформатор. Конечно, когда частота входного сигнала увеличивается, импеданс индуктора начинает ограничивать эффективность трансформатора. Практически, трансформаторы на основе индуктивности ограничены десятками кГц, обычно ниже. Преимущество более высокой рабочей частоты состоит в том, что меньший и более легкий трансформатор обеспечивает одинаковую нагрузку.
Моторы
Обычно индукторы находятся в фиксированном положении и не имеют возможности двигаться, чтобы выровняться с любым близлежащим магнитным полем. Индуктивные двигатели используют магнитную силу, приложенную к индукторам, чтобы превратить электрическую энергию в механическую энергию. Индуктивные двигатели спроектированы таким образом, что вращающееся магнитное поле создается во времени с помощью входа переменного тока. Поскольку скорость вращения регулируется входной частотой, асинхронные двигатели часто используются в приложениях с фиксированной скоростью, которые могут питаться напрямую от сети 50/60 Гц. Самое большое преимущество асинхронных двигателей по сравнению с другими конструкциями заключается в том, что между ротором и двигателем не требуется электрический контакт, что делает индуктивные двигатели очень надежными и надежными.
Хранилище энергии
Как и конденсаторы, катушки индуктивности могут быть использованы для накопления энергии. В отличие от конденсаторов, катушки индуктивности имеют строгое ограничение на то, как долго они могут накапливать энергию, поскольку энергия накапливается в магнитном поле, которое быстро разрушается после отключения питания. Основное использование индукторов в качестве накопителя энергии — в импульсных источниках питания, например, в ПК. В более простых неизолированных импульсных источниках питания вместо трансформатора и накопителя энергии используется один индуктор. В этих цепях отношение времени, в течение которого индуктор запитан, и времени, в течение которого он не подключен, определяет отношение входного и выходного напряжения.
