인덕터는 어떻게 작동합니까?

인덕터는 자기 코어 주위에 단단히 감겨 있는 절연 전선에 지나지 않습니다. 코어는 강자성 물질이나 플라스틱일 수 있으며 경우에 따라 속이 빈(공기) 것일 수도 있습니다. 이는 전류가 흐르는 도체 주위에서 자속이 발생한다는 원리에 기초합니다. 커패시터에 대해 알고 있다면 커패시터가 플레이트에 동일 전하와 반대 전하를 저장하여 에너지를 저장한다는 사실에 익숙할 것입니다. 마찬가지로 인덕터는 주변에서 발생하는 자기장의 형태로 에너지를 저장합니다. 인덕터는 AC와 DC에 다르게 반응합니다. 하지만 "인덕터의 작동 방식"을 자세히 알아보기 전에. 구조와 특징을 살펴보겠습니다.

인덕터 구조:

인덕터는 전자 제품에 사용되는 다른 모든 구성 요소로 제작하기가 매우 간단합니다. 간단한 인덕터 제작 가이드입니다. 코일을 감싸는 데는 절연 와이어와 자기 코어 재료만 필요합니다. 자기 코어는 위 이미지에 표시된 것처럼 와이어를 감싸는 재료에 지나지 않습니다. 사용되는 코어 재료에 따라 다양한 유형의 인덕터가 있습니다. 일반적으로 사용되는 코어 재료로는 철, 철 자석 등이 있습니다. 코어 재료 유형 외에도 원통형, 로드, Torode 및 시트를 포함하여 다양한 크기와 모양이 있습니다. 이와 대조적으로 물리적인 자기 코어가 없는 인덕터도 있습니다. 중공 인덕터 또는 중공 인덕터라고 합니다. 자기 코어는 인덕터의 인덕턴스를 변화시키는 데 중요한 역할을 합니다.

인덕터는 어떻게 작동합니까?

"전류가 흐르는 도체에서 자속이 생성된다"는 사실부터 시작하겠습니다. 마찬가지로 전류가 인덕터를 통과하면 주변에 자속이 생성됩니다. 즉, 인덕터에 가해진 에너지는 자속의 형태로 저장된다. 자속은 전류 흐름의 반대 방향으로 발생합니다. 따라서 인덕터는 이를 통해 흐르는 전류의 급격한 변화에 저항합니다. 인덕터의 이러한 능력을 인덕턴스라고 하며, 각 인덕터에는 어느 정도의 인덕턴스가 있습니다. 이는 기호 L과 헨리(Henry) 단위로 표시됩니다.

인덕터의 인덕턴스는 코일의 모양, 자기 코어 권선의 회전 수, 자기 코어의 면적 및 자기 코어 재료의 투자율에 따라 달라집니다. 인덕터의 인덕턴스는 다음 공식으로 주어진다.

L = μN2A/L

L - 코일 인덕턴스

μ - 코어 재료의 투과성

A - 코일 면적(m2)

N - 코일의 회전 수

l - 코일의 평균 길이(m)

AC 회로의 인덕터:

앞서 언급한 것처럼 인덕터는 AC 신호 소스와 DC 신호 소스가 다르게 작동합니다. AC 신호가 인덕터에 인가되면 자기장 자체를 생성하는 전류가 시간에 따라 변하기 때문에 시간에 따라 변하는 자기장이 생성됩니다. 패러데이의 법칙에 따르면 이 현상은 인덕터에 자기 유도 전압을 생성합니다. 자기유도전압은 VL로 표현된다. 실제로 인덕터의 양쪽 끝에서 생성된 전압은 이에 저항하는 전류와 반대 방향으로 작용합니다. 인덕터 양단의 전압은 다음 식으로 주어진다.

VL =L di / dt

VL - 자기 유도 전압

di/dt - 시간에 따른 전류의 변화

1초에 대해 1암페어의 전류가 헨리 인덕터를 통해 흐르면 인덕터에서 생성됩니다.

"v. 이제 인덕터를 통해 흐르는 전류가 양쪽 끝에서 생성되는 전압에 어떻게 영향을 미치는지 확인할 수 있습니다. 결과 전압은 인덕터를 통해 흐르는 전류와 반대입니다.

인덕터의 VI 특성:

위의 개념을 더 잘 이해하기 위해 인덕터의 VI 특성 곡선을 참조해 보겠습니다. AC 신호의 양의 주기가 인덕터를 통과하면 전류가 증가합니다. 인덕터는 전류 변화를 싫어하므로 이를 유발하는 전류에 대해 유도 전압을 생성합니다. 위 그림에서 0도에서 이를 관찰할 수 있는데, 전류가 상승하기 시작할 때 유도 전압이 최대가 됩니다. 전류가 최대에 도달하면 유도 전압은 전류 감소를 방지하기 위해 음수가 됩니다.

이 주기는 반복되며, 위 그림에서 인덕터에 생성된 유도 전압이 인덕터를 통해 흐르는 다양한 전류에 작용한다는 것을 관찰할 수 있습니다. 여기서 전압과 전류의 위상이 90도 다르다고 합니다. 따라서 교류 신호를 통해 인덕터는 연속적인 주기로 자기장의 형태로 에너지를 저장하고 방출합니다.

직류 회로의 인덕터:

이제 인덕터가 AC 신호 소스와 어떻게 작동하는지 이해했습니다. DC 신호 소스와 함께 사용할 때 어떻게 반응하는지 살펴보겠습니다. 인덕터 양단의 유도전압 공식은 다음과 같다.

VL =L di / dt

DC 신호 소스를 사용하는 경우 시간에 따른 전류 변화는 0이 되어 인덕터의 양쪽 끝에서 유도 전압이 0이 됩니다. 간단히 말해서, 직류 회로에서 인덕터는 단순한 일반 와이어처럼 동작하며 해당 와이어는 약간의 저항을 생성합니다. 그러나 실제 회로에서 DC 신호 소스와 함께 인덕터를 사용하는 경우에는 더 많은 것이 있습니다. 실제 회로에서는 전류가 0에서 최대값에 도달하는 데 매우 짧은 시간이 걸립니다. 이 순간, 인덕터의 양쪽 끝에 유도 전압이 있을 것이며, 전류가 0에서 최대로 이동하기 시작할 때 음의 최대값이 됩니다. 전류가 안정적인 DC 상태에 도달하면 유도 전압이 급격히 0으로 떨어지고 더 이상 사용되지 않게 됩니다. DC 신호 소스와 함께 사용할 경우 인덕터는 짧은 범위 유도 전압 스파이크를 나타냅니다.

유도성 리액턴스:

인덕터에 대해 알아야 할 또 다른 중요한 사항은 리액턴스입니다. 이는 AC 전기 신호에 대한 커패시터 및 인덕터와 같은 부품의 저항 특성입니다. 인덕터에 의해 표시되는 리액턴스를 유도 리액턴스라고 하며 다음 식으로 표현됩니다.

XL=2πFL

인덕터는 전류 변화를 싫어하므로 고주파 신호에 대해 더 큰 리액턴스를 나타냄을 염두에 두고 AC 신호의 주파수가 증가하면 리액턴스가 증가한다는 공식을 통해 추론할 수 있습니다. 주파수가 0에 가까우거나 DC 신호가 통과하면 입력 신호가 통과하는 도체와 마찬가지로 리액턴스가 0이 됩니다.