Elektrické obvody potřebují induktory, protože jsou nezbytné pro řízení a ukládání elektrické energie. V těchto pasivních zařízeních je cívka drátu stočena kolem materiálu jádra, obvykle feritu nebo železa. V tomto článku se budeme zabývat fungováním induktoru, jeho úlohou v elektrických obvodech, tím, jak se chová uvnitř obvodu, jak uvolňuje energii a zda je jeho výkon lepší při střídavém nebo stejnosměrném proudu.
Magnetické pole induktoru slouží jako hlavní zásoba energie. Magnetické pole se vytváří kolem drátěné cívky, když jí prochází elektrický proud. Magnetický tok, který je přímo nepřímo úměrný proudu protékajícímu induktorem, je formou energie, která je v tomto magnetickém poli uložena. Cívka může uchovávat energii ve svém magnetickém poli, protože odolává změnám průtoku proudu.
Induktor má řadu vlivů na to, jak proud prochází obvodem. Zaprvé, induktor odolává změnám toku proudu díky indukčnosti, která je jeho součástí. To znamená, že když se změní výstupní proud induktoru, induktor vytváří napětí, které tuto změnu vyrovnává. Tento jev se označuje jako samoindukce. V důsledku toho se zpožďuje rychlost reakce proudu na změny v obvodu.
Induktory slouží také jako zásobníky energie. Magnetické pole induktoru uchovává energii, když jím prochází proud. Když proud zeslábne nebo je přerušen, může se tato energie uvolnit. Magnetické pole se například zhroutí, když se v obvodu s aktivním proudem protékajícím induktorem otevře spínač, což způsobí vznik napětí na induktoru. Toto napětí může vyvolat jiskru, která demonstruje uvolnění energie z induktoru.
Obvody střídavého (AC) i stejnosměrného (DC) proudu mohou využívat výhod induktorů. Induktory jsou zařízení používaná v obvodech střídavého proudu k řízení toku proudu, a tím k regulaci úrovně napětí a snížení elektrického šumu. Lze je také použít jako filtry v obvodech střídavého proudu, které blokují nebo propouštějí určité frekvence. Induktory lze použít ve stejnosměrných obvodech k ukládání energie a vyhlazování oscilací proudu.
Díky své schopnosti uchovávat a uvolňovat energii ve svém magnetickém poli je induktor nezbytnou součástí elektrických obvodů. Induktory jsou nezbytné pro regulaci a řízení elektrických obvodů, protože zabraňují změnám průtoku proudu a mění úroveň napětí. Induktory jsou přizpůsobivé součásti, které zlepšují celkový výkon a účinnost elektrických systémů, ať už se používají ve střídavých nebo stejnosměrných obvodech.
S induktorem jsou kompatibilní jak střídavé (střídavý proud), tak stejnosměrné (stejnosměrný proud) obvody. V závislosti na typu proudu se však jeho chování a vlastnosti mohou měnit. Induktor odolává změnám průtoku proudu, což má za následek fázový posun mezi proudem a napětím ve střídavém obvodu. Ve stejnosměrném obvodu induktor odolává náhlým výkyvům proudu a uchovává energii ve svém magnetickém poli.
Induktor má v elektrických obvodech čtyři různé funkce: 1. Uchovávání energie: Induktory se často používají k ukládání elektrické energie ve formě magnetického pole. Při průchodu proudu induktorem se vytváří magnetické pole a tuto energii lze ukládat a uvolňovat při změně proudu. 2. Filtrace: Obvody mohou využívat induktory k odstranění nežádoucích frekvencí nebo šumu. Mají schopnost odfiltrovat vysokofrekvenční signály a zároveň umožnit průchod nižších frekvencí, což signál zesílí nebo sníží rušení. 3. Regulace napájení: Pro řízení toku proudu a vyhlazování kolísání napětí se induktory často používají v napájecích obvodech. Zabraňují náhlým změnám úrovně proudu a napětí tím, že ukládají a uvolňují energii podle potřeby, což pomáhá regulovat výstupní napětí. Induktory se používají v obvodech korekce účiníku, aby se zvýšila účinnost elektrických systémů.
4. Přispívají ke snížení jalového výkonu a přiblížení účiníku k jednotě, což zlepšuje energetickou účinnost a snižuje ztráty energie.
Induktor spíše odolává změnám průtoku proudu, než aby blokoval proud nebo napětí. Induktor odolává jakýmkoli náhlým změnám toku proudu, když je přidán do elektrického obvodu. Indukčnost je technický termín pro tento odpor vůči změnám proudu. V důsledku toho může induktor zpomalit rychlost změny proudu nebo tvorbu proudu v obvodu. Když se mění proud, který jím protéká, uvolňuje energii uloženou ve svém magnetickém poli.
Mechanismem elektromagnetické indukce vytváří induktor napětí. Induktor vytváří magnetické pole, když jím protéká proud. Toto magnetické pole je zásobárnou energie.
Magnetické pole se také mění, pokud induktorem prochází proud. Posouvající se magnetické pole způsobuje indukci napětí v blízkém vodiči v souladu s Faradayovým zákonem elektromagnetické indukce. Toto indukované napětí je v případě induktoru vytvářeno samotným induktorem.
V důsledku toho se při změně proudu procházejícího induktorem mění i magnetické pole, což způsobuje indukci napětí na induktoru. Podle Lenzova zákona toto indukované napětí působí proti změně proudu.