Application d'inductances

Si vous réfléchissez bien, alors toutes sortes d'applications pour une chose aussi simple qu'un inducteur ne peuvent tout simplement pas être comptées. Dans un article, nous n'en rappelons que quelques-uns. Pendant ce temps, l'ingéniosité et le talent humains ne se lassent pas de s'exprimer de manière créative, d'inventer et de développer de plus en plus de nouveaux dispositifs et mécanismes basés sur inducteur.

Il semblerait qu'ici vous puissiez construire? Une simple bobine de fil, il peut être un noyau d'une certaine forme, et le courant traversant le fil sous une forme constante, variable ou pulsée. Et pendant ce temps, sans inductances, tout le génie électrique moderne ne pourrait tout simplement pas exister. Examinons de plus près.

Électroaimant de levage

Les rondelles d'ascenseur sont utilisées dans le monde entier depuis de nombreuses années pour charger des déchets ferromagnétiques. En appliquant une puissance électrique de 18 kW à l'enroulement de travail, il est possible de tenir et d'immerger plus de 2 tonnes de fer à la fois, tandis que la force d'arrachement développée à une puissance donnée dépasse 25 tonnes.

Un électroaimant d'un diamètre d'environ 1,5 mètre s'accroche simplement au crochet de la grue, est alimenté, en règle générale, par une tension alternative triphasée, et il est possible de charger rapidement des matériaux ferromagnétiques ou des produits en fer. Les enroulements sectionnés de plusieurs inductances reçoivent du courant en magnétisant un noyau en alliage spécial, qui attire à son tour, par exemple, la ferraille qui doit être chargée dans les voitures.

Relais électromagnétique

Et si vous deviez périodiquement allumer et éteindre l'alimentation d'un circuit électrique, comme si vous appuyiez sur un bouton d'un interrupteur mécanique, tout en mettant une clé à semi-conducteur n'est pas conseillé, et un interrupteur mécanique ou un interrupteur à bascule n'est pas pratique et n'est pas agréable du point de vue esthétique?

Supposons que vous ayez juste besoin de toucher le capteur avec votre doigt, et le résultat devrait être le processus de connexion d'une charge puissante, telle qu'une lampe ou un moteur, (ou déconnexion) au réseau. Venez à la rescousse relais électromagnétiques. Grâce au relais, vous pouvez refuser à partir des énormes boutons des interrupteurs; à la place, vous pouvez maintenant simplement toucher les micro-boutons auxquels le circuit électronique va réagir, dont la fonction est d'alimenter la bobine du relais ou d'en couper l'alimentation. La bobine de relais est la bobine d'un électroaimant (encore une inductance), qui attire un contact à ressort agissant comme un interrupteur mécanique.

Transformateur

Pour convertir une tension et un courant alternatifs d'une amplitude en une tension et un courant alternatifs d'une autre ampleur, utilisez transformateurs. Les enroulements primaire et secondaire du transformateur monté sur le noyau ferromagnétique sont des inductances.

L'enroulement primaire, lorsqu'un courant alternatif traverse son fil, crée un flux magnétique alternatif dans le volume du cœur, qui pénètre dans les spires de l'enroulement secondaire, y induit une EMF et crée une tension de l'enroulement secondaire. Les transformateurs augmentent la tension des centrales électriques et les fournissent aux lignes électriques, puis abaissent la tension des lignes électriques et la fournissent à nos maisons.

Il n'y aurait pas de transformateurs (inducteurs comme enroulements primaire et secondaire) - il n'y aurait pas de transmission ou de distribution d'électricité. Sans parler des autotransformateurs de laboratoire, des transformateurs de soudage, des transformateurs en ferrite dans les alimentations à découpage, et bien sûr, il ne serait pas question de bobines d'allumage dans les voitures, mais les bobines d'allumage sont également spéciales, mais les transformateurs, c'est-à-dire les inducteurs à nouveau.

Accélérateur

Pour convertir l'électricité dans les alimentations à découpage, des inducteurs spéciaux sont utilisés - des inducteurs. La fonction d'une telle bobine est d'accumuler d'abord de l'énergie sous forme de champ magnétique dans le noyau, de la stocker, puis de la donner à la charge. Si un transformateur convertit l'électricité en même temps, l'inductance reçoit d'abord de l'énergie, puis elle se dégage.

Le processus de conversion de l'électricité à l'accélérateur est divisé en temps. Néanmoins, ici, vous avez à nouveau l'utilisation d'un inducteur, sa propriété principale. L'impulsion de courant est envoyée à l'enroulement de l'inductance, l'inductance stocke l'énergie dans un champ magnétique. Ensuite, l'impulsion de courant n'agit plus, mais une charge est connectée à l'inductance, et le courant d'inductance traverse la charge, mais à une tension différente, en fonction des caractéristiques temporelles du circuit de commande du convertisseur. Ainsi, l'inductance en permanence, par exemple dans les lampes à économie d'énergie, fonctionne en conjonction avec des commutateurs à semi-conducteurs.

Fours à induction et cuiseurs à induction

Une inductance est une bobine centrale. Mais que se passe-t-il si, en tant que noyau, à l'intérieur d'une bobine, dans son champ d'action, une sorte de préforme est introduite à partir d'un matériau ferromagnétique qui doit être chauffé par des courants de Foucault? Voici comment fonctionnent les fours à induction et cuisinières à induction. Une bobine de chauffage par induction agit comme un inducteur pour une billette ferromagnétique, induisant des courants de Foucault à haute fréquence, ce qui conduit à chauffer la billette jusqu'à sa fusion.

La cuisinière à induction fonctionne de manière similaire. Le fond de l'ustensile est chauffé par un courant de Foucault, comme le noyau d'une inductance, dont l'enroulement est caché à l'intérieur du panneau d'une cuisinière à induction. Soit dit en passant, les bobines d'induction sont également utilisées dans les circuits d'alimentation des cuisinières à induction - dans le rôle de transformateurs d'impulsions et de selfs.

Filtre RFI

L'inductance a la propriété d'empêcher le courant de changer, elle présente une sorte d'inertie électromagnétique, ce qui fait que le courant s'infiltre à travers lui-même, car alors que le courant s'accumule à travers la bobine, le champ magnétique créé par lui ne peut pas changer instantanément, le changement prend du temps, l'inducteur semble ralentir changement de courant de champ magnétique dans son propre fil.

Cette propriété - pour éviter les changements de courant - est utilisée dans les filtres RFI inductifs. Pour le courant continu, la bobine n'est pas une résistance, sauf que la résistance de son fil agit comme une résistance active, mais pour un courant alternatif et à haute fréquence (comme les interférences de commutation), la bobine deviendra un obstacle. Les filtres basés sur des inductances protègent donc les réseaux et les circuits des interférences.

Dans le cadre d'un circuit oscillatoire

Un circuit oscillant est une bobine, en particulier une inductance (avec un noyau) connectée à un condensateur. Le circuit oscillant en tant que tel sert généralement de système oscillant. Il a sa propre fréquence de résonance et peut donc servir de liaison principale pour recevoir ou recevoir des oscillations d'une certaine fréquence, par exemple dans les communications radio.

Soit dit en passant, les radiateurs à induction ont souvent une inductance connectée en parallèle avec un condensateur, dans de telles conditions, la bobine d'inductance fait également partie intégrante du circuit oscillatoire. De plus, le circuit résonnant lui-même peut agir comme un filtre - pour faire passer et amplifier des courants de fréquences proches de sa propre fréquence de résonance, et supprimer les fréquences éloignées de celle-ci. Dans les récepteurs radio, les antennes en ferrite font également partie d'un circuit oscillant accordable.

Rotors et stators de moteurs et générateurs

Dans les moteurs et les générateurs, le stator et le rotor sont des inducteurs modifiés. Rotor générateur de voiture avec bobinage de champ et pièces polaires - pourquoi pas une inductance?

Le stator du même générateur a un enroulement triphasé - c'est une sorte de modification de l'inductance. Même un moteur à induction - même celui-là a un enroulement de stator, qui peut aussi être appelé un inducteur. De plus, les inductances de ces bobines de stator sont prises en compte en tant que telles lors de la sélection des condensateurs de travail, par exemple lorsqu'un moteur triphasé doit être adapté pour alimenter un circuit monophasé.

Capteurs de déplacement et de position

Les capteurs de déplacement et de position inductifs sont des inducteurs à noyaux modifiés. Partie du cœur de la bobine sous la forme d'une plaque, le déplacement modifie l'inductance de la bobine et les paramètres de fréquence du circuit changent en raison des changements d'inductance. Cela corrige la présence d'un objet dans le champ d'action du capteur. Ou bien, un noyau cylindrique en forme de tige peut se déplacer lorsque l'objet qui lui est associé se déplace, et des informations sur la position de l'objet sont lues dans les paramètres de fréquence associés à l'inductance variable de la bobine dont le noyau se déplace.

Direction du faisceau CRT

Dans certains moniteurs équipés de tubes cathodiques, le flux de particules chargées est focalisé et dévié par des bobines spéciales du système de déviation. Les bobines d'inductance du système de déviation sont montées sur un noyau de ferrite spécialement formé dans lequel le tube à rayons cathodiques est inséré. En ajustant le courant dans les enroulements, le circuit modifie les paramètres du champ magnétique total de toutes les bobines du système, à la suite du faisceau, un certain chemin est créé pour atteindre un emplacement calculé avec précision sur l'écran.

Electrovanne, serrure électrique, relais enrouleur

Comme un aimant qui attire des objets en fer, la bobine est capable d'attirer un noyau ferromagnétique d'une forme ou d'une autre. Certaines serrures électriques, électrovannes et, par exemple, le relais de rétracteur d'un démarreur de voiture, en déplaçant le bendix et en le maintenant pendant un certain temps en position de travail jusqu'au démarrage du moteur, fonctionnent approximativement selon ce principe. Une bobine puissante tire d'abord l'ancre, puis la maintient. Lorsque le courant est coupé, le bendix revient à sa place par un ressort.

Bobines de confinement magnétique du plasma

Les Tokamaki sont des installations de fusion thermonucléaire dans lesquelles le plasma est retenu en créant un champ magnétique autour de lui de sorte que le plasma ne se déplace que le long des lignes de force, mais ne puisse pas les traverser et perturber le processus. À l'intérieur d'une certaine configuration de bobines supraconductrices, dans le cas le plus simple - enroulé en cercle autour d'un tore, le plasma pourrait hypothétiquement circuler presque pour toujours. Comme vous pouvez le voir, les inducteurs se sont retrouvés dans des tokamaks - des chambres toroïdales à bobines magnétiques. Le nom de l'installation parle de lui-même.

Bobine Tesla

En parlant d'inductances, on ne peut s'empêcher de rappeler la légendaire bobine Tesla (ou transformateur résonnant). Dans ce cas, l'inductance fonctionne simultanément comme transformateur, et comme circuit oscillant, et comme antenne de réception avec une capacité ouverte. Il n'y a pas de condensateur parallèle à la bobine de résonance, comme dans un radiateur à induction, mais il y a une capacité solitaire sous la forme d'un tore.

En plus du paramètre «inductance», chaque bobine a également une capacité et sa propre impédance d'onde. Tous ces paramètres sont pris en compte lors de la configuration. Transformateur Tesla. Il semblerait que juste un inducteur mis à la terre avec un tore au sommet, introduit dans sa propre résonance. Mais comme c'est impressionnant!