What is an Inductor？

ما هو المحرِّض

المحرِّض هو المكوِّن الذي يحوِّل كهربائية إلى طاقة مغناطيسية ويخزنها. ويشبه هيكل المحرِّض بنية المحرِّض بنية المحوِّل، لكنه يحتوي على لف واحد فقط. يحتوي ملف الحث على معامل حث معين، وهو ما يعيق فقط تغير التيار. فإذا كان ملف الحث في حالة لا يمر فيها أي تيار عبره، فإنه سيحاول إعاقة تدفق التيار عبره عندما تكون الدائرة مفتوحة؛ وإذا كان ملف الحث في حالة يمر فيها التيار عبره، فإنه سيحاول الحفاظ على التيار دون تغيير عندما تكون الدائرة مفتوحة. تعرف المحاثات أيضًا باسم المختنقات والمفاعلات والمفاعلات الديناميكية.

ما هي أنواع المحاثات؟

هناك أنواع مختلفة من المحاثات، تشمل بشكل أساسي ما يلي:
محاثات صغيرة: عادة ما تكون مثبتة على الدائرة، وملفوفة مباشرة بسلك مطلي بالمينا على القلب والقضيب، ومناسبة للمكونات الإلكترونية الأصغر في الدائرة
محاثات قابلة للتعديل: يمكن ضبط الحث عن طريق تغيير موضع القلب والقضبان أو عن طريق تحريك مفتاح.
تيار-حظر-حاليز المحاثات: في الدوائر التي تعيق مرور التيار المتردد، والتي تستخدم عمومًا نوى وقضبان من النوع E، فإنها يمكن تركيبها بفجوة مناسبة لمنع مرور تيار تيار مستمر كبير ناجم عن التشبع المغناطيسي.
محاثات ثابتة: يتم إحكام إغلاق الملفات في الغلاف، مع حجم صغير، ووزن خفيف، وهيكل صلب، ومحرِّض مستقر، وسهل الاستخدام والتركيب.
محاثات الرقاقة: بما في ذلك محاثات الرقاقة صغيرة الطاقة ومحاثات الرقاقة عالية الطاقة، وتظهر الأولى ومكثفات الرقاقة الخزفية المشابهة للأخيرة شائعة الاستخدام في دوائر إمداد الطاقة في دوائر الترشيح وتخزين الطاقة.
محاثات حلقية ملونة: تتميز بثلاث أو أربع حلقات ملونة للإشارة إلى الحث، وطريقة وضع العلامات مشابهة لطريقة وضع العلامات على المقاومات ذات الحلقات الملونة العادية.
محاثات الطاقة: وتشمل هذه المحاثات المحاثات الأساسية والمحاثات السلكية، الأولى من خلال تخزين الطاقة والتصفية، والثانية من خلال الأسلاك ذات القطر الخشن الملفوفة بالمينا في ملفات متعددة، وعادة ما تستخدم في دوائر التصفية.
محاثات النمط المشترك: تُستخدم لتصفية التداخل الكهرومغناطيسي في الوضع الشائع، مما يثبط بشكل فعال خطوط الإشارة عالية السرعة الناتجة عن الموجات الكهرومغناطيسية المشعة إلى الخارج لتعزيز قدرة النظام على مكافحة التشويش.

كيف تُصنع المحاثات

تتألف المحاثات بشكل عام من هيكل عظمي وملفات وتدريع ومواد تغليف وقلب مغناطيسي أو قلب حديدي وما إلى ذلك.
1: الهيكل العظمي
يشير الهيكل العظمي إلى دعامة ملف اللف. بعض المحاثات الثابتة الأكبر حجمًا أو المحاثات القابلة للتعديل (مثل الملفات المتذبذبة وملفات الاختناق وما إلى ذلك)، معظم الأسلاك المطلية بالمينا (أو الأسلاك الملفوفة بالمينا) حول الهيكل العظمي، ثم القلب أو النواة النحاسية، قلب الحديد، وما إلى ذلك في التجويف الداخلي للهيكل العظمي، لتحسين الحث. وعادةً ما يكون الهيكل العظمي مصنوعًا من البلاستيك أو الخشب البلاستيكي أو السيراميك، ويمكن صنعه بأشكال مختلفة وفقًا للاحتياجات الفعلية. المحاثات الصغيرة (على سبيل المثال، المحاثات الملونة) لا تستخدم عمومًا البكرات، ولكن بدلاً من ذلك يتم لف الأسلاك المطلية بالمينا مباشرة على القلب. لا تستخدم المحاثات المجوفة (المعروفة أيضًا باسم الملفات المجردة أو الملفات المجوفة، وتستخدم في الغالب في الدوائر عالية التردد) القلب والهيكل العظمي والدرع وما إلى ذلك، ولكن يتم لفها أولاً في القالب ثم إزالتها من القالب، وستكون هناك مسافة معينة بين الملفات.
2: اللف
اللف عبارة عن مجموعة من الملفات ذات وظيفة محددة، وهي المكون الأساسي للمحث. هناك لفات أحادية الطبقة ومتعددة الطبقات. اللف ذو الطبقة الواحدة وله لف كثيف (لف السلك دائرة بدائرة) وبين اللف (اللف بين كل دائرة من السلك مفصولة بمسافة معينة) في شكلين؛ أما اللف متعدد الطبقات فله لف مسطح الطبقات، ولف فوضوي، وطريقة لف قرص العسل، وهكذا.
3: قلب مغناطيسي وقضيب مغناطيسي
Magnetic core and magnetic bar generally use nickel-zinc ferrite (NX series) or manganese-zinc ferrite (MX series) and other materials, it has “I” shape, column, cap, “E” shape, can shape and other shapes.
4: الأساس
The core material is mainly silicon steel sheet, Po Mo alloy, etc., and its shape is mostly “E” type.
5: الدرع
لتجنب بعض المحاثات في عمل المجال المغناطيسي المتولد عن الدوائر والمكونات الأخرى التي تؤثر على التشغيل العادي لزيادة غطاء الشاشة المعدنية (مثل ملف مذبذب راديو أشباه الموصلات، إلخ). ستزيد المحاثات ذات التدريع من فقدان الملف وتقلل من قيمة Q.
6: مواد التعبئة والتغليف
بعض المحاثات (مثل المحاثات ذات الرموز الملونة والمحاثات ذات الحلقات الملونة وما إلى ذلك) بعد لفها بمواد تغليف لإغلاق الملفات واللب. تكون مادة التغليف من البلاستيك أو راتنجات الإيبوكسي.

رموز الحث

The symbol of inductance is unified in electrical engineering and physics with a capital letter L. Its international unit is Henry (H), and commonly derived units include millihenry (mH), microhenry (μH), and nanohenry (nH), and the conversion relationship is:
1H = 10³mH = 10⁶μH = 10⁹nH.
معادلة الحث
Impedance formula: Z= R+j ( XL-XC). Impedance Z= R+j ( XL -XC). Where R is resistance, XL is inductive reactance and XC is capacitive reactance. If ( XL – XC) \u003e 0, it is called an “inductive load”; conversely, if ( XL – XC) \u003c 0, it is called a “capacitive load”. The inductive reactance of an inductor and the capacitive reactance of a capacitor are three types of complexes that are collectively called “impedances” and are written as mathematical equations.
في الدائرة المتناوبة (مستوى المدرسة الثانوية)، لا يؤخذ تأثير درجة الحرارة في الاعتبار.
Resistance:R=ρL/S does not vary with the frequency of the alternating current.
Inductance: Inductive reactance XL=2πfL increases as the frequency of the alternating current increases.
Capacitor: Capacitive reactance XC=1/2πfL decreases as the frequency of the alternating current increases.
في دائرة متوازية من المقاومة والحث والسعة على التوازي
1/إجمالي 1/ص = 1/ص + 1/ر + 1/خ + 1/خ س + 1/خ س.
الشرح الكهربائي
Impedance is a physical quantity that indicates the performance of a component or the electrical properties of a section of a circuit. The ratio of the peak voltage (or rms) Um at the ends of a passive circuit to the peak current (or rms) Im through the circuit is called impedance, and is expressed as z in ohms (Ω). In the case of a certain U, the larger z is the smaller I. Impedance has a limiting effect on the current.
في التيار الكهربي، يسمى تأثير جسم ما في إعاقة التيار بالمقاومة. وباستثناء المواد فائقة التوصيل، فإن جميع المواد في العالم لها مقاومة، ولا يختلف سوى مقدار قيمة المقاومة. فالمواد ذات المقاومة المنخفضة جدًّا تُسمَّى موصِّلات جيدة، مثل المعادن؛ والمواد ذات المقاومة العالية جدًّا تُسمَّى عوازل، مثل الخشب والبلاستيك. وهناك أيضًا موصل وسطي يسمى أشباه الموصلات، والموصل الفائق هو مادة ذات قيمة مقاومة تساوي صفرًا، على الرغم من أنها تتطلب درجة حرارة منخفضة بما يكفي ومجالًا مغناطيسيًّا ضعيفًا بما يكفي لتكون مقاومتها النوعية صفرًا.
In direct current and alternating current, resistance to the two currents are hindered; as a common component, in addition to resistance and capacitance and inductance, both of which on a role of alternating current and direct current are not as resistive as the role of hindrance. Capacitance is “isolated through the cross”, that is, the DC has the role of isolation, that is, DC can not be passed, while the AC can be passed, and with the increase in capacitance value or AC power increases, capacitance on the AC power of the obstruction of the role of the smaller, this obstruction can be interpreted as “resistance”, but not the same as “resistance”, but not the same as “resistance”. ”, but not the same as resistance, this is a kind of reactance, reactance and resistance units, collectively referred to as “impedance”. Of course, accurately, “impedance” should have three parts, in addition to these two, is the “inductive resistance”. Inductive reactance is the inductance of the current obstruction, and capacitance is different, the inductance of the direct current without obstruction (rigorously speaking, in the brief few milliseconds before the saturation of the power supply, but also obstruction) on the exchange of obstruction, inductive reactance and capacitive reactance, and resistance units are the same as the unit is ohm.
شرح ميكانيكا المعاوقة
لا توجد مفاهيم المعاوقة والمقاومة والممانعة في الدوائر الكهربائية فحسب، بل في الأنظمة الاهتزازية أيضًا، حيث المعاوقة التي يرمز لها أيضًا بالرمز Z، وهي عبارة عن عدد مركب وطور (Phasor)، يحتوي على مقدار وطور/قطبية. وتتكون من المقاومة والمفاعلة. المقاومة هي استهلاك الطاقة، بينما المفاعلة هي حفظ الطاقة. في نظام الاهتزاز، المقاومة الناتجة عن الكتلة هي مقاومة الكتلة، بينما المقاومة الناتجة عن الصلابة هي مقاومة الصلابة.

دور المحاثات

المحاثات (المحاثات) هي مكونات سلبية مهمة في مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور.وتعتمد وظيفتها الأساسية على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي، الذي يحقق مجموعة متنوعة من التطبيقات من خلال تخزين الطاقة في مجال مغناطيسي وإعاقة تغيرات التيار.

1. تخزين الطاقة وترشيحها
   تحويل الطاقة الكهربائية إلى تخزين الطاقة المغناطيسية: يمكن للمحثات تحويل الطاقة الكهربائية إلى تخزين طاقة مغناطيسية وتحرير الطاقة عندما يتغير التيار. تُستخدم هذه الميزة لتثبيت جهد الخرج في إمدادات الطاقة التحويلية.
   تنعيم تذبذب التيار:عند دمجه مع المكثفات لتكوين مرشح LC، يمكنه كبح الضوضاء عالية التردد في مصدر الطاقة، على سبيل المثال، تصفية تموج التيار المتردد في مصدر طاقة التيار المستمر.
2. إعاقة طاقة التيار المتردد (إعاقة حركة المرور بشكل مستقيم)
   ماس كهربائي إلى تيار مستمر: يمر التيار المستمر عبر المحرِّض دون أي عائق تقريبًا، مما يوضح حالة المسار.
   المعاوقة الحثية للتيار المتردد: ينتج الحث معاوقة حثية عندما يمر التيار المتردد من خلاله؛ وكلما زاد التردد زاد تأثير المعاوقة.وتستخدم هذه الخاصية في تصميم مرشحات التمرير المنخفض RL ومرشحات التمرير العالي RL.
3. تحويل الجهد/التيار ومطابقة المعاوقة
   تطبيق المحول: تغيير الجهد والتيار من خلال نسبة لفات الملف، على سبيل المثال، يمكن أن يخرج الدخل 220 فولت 110 فولت، ولكن التيار يتغير عكسيًا (الحفاظ على الطاقة).
   مطابقة دارة التردد اللاسلكي: في الاتصالات اللاسلكية، تُستخدم المحاثات لضبط معاوقة الدائرة وتحسين كفاءة نقل الإشارة.
4. اختيار الرنين والتردد
   دائرة رنين LC: يتم دمجها مع المكثفات لتشكيل دائرة رنينية، تُستخدم لضبط الراديو، واختيار التردد، وما إلى ذلك، مثل مرشحات اختيار التردد لأجهزة الراديو.
5. الأدوار الرئيسية الأخرى
   الاختناق: منع التداخل عالي التردد (EMI) من خلال، لحماية المكونات الحساسة.
   استشعار التيار: استخدم المجال المغناطيسي الناتج عن تغير التيار لمراقبة قوة تيار الدائرة.

هل المحاثات لها استقطاب؟

المحاثات غير مستقطبة.المحرِّض هو مكون إلكتروني سلبي، يتكون أساسًا من ملف وقلب مغناطيسي، ويعتمد مبدأ تشغيله على ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي وليس على ظاهرة الاستقطاب العازل الكهربائي. ولذلك، فإن المحاثات ليس لها خصائص استقطاب
مبدأ التشغيل وخصائص المحاثات وخصائصها
يعتمد مبدأ تشغيل المحرِّض على ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي. فعندما يمر تيار كهربائي عبر ملف ملف الحث، يتولد مجال مغناطيسي يخزن الطاقة. وعندما يتغير التيار، يتغير المجال المغناطيسي أيضًا، مما ينتج عنه جهد كهربائي (EMF)، وهو مبدأ التشغيل الأساسي لملف الحث. ونظرًا للهيكل الداخلي وخصائص المادة في ملف الحث، فإنه لا يكون مستقطبًا.

هل المحاثات لها مقاومة؟

المحرِّضات نفسها لها مقاومة سلكية، لكن المحرِّض المثالي له مقاومة صفرية.
تحتوي المحاثات على كل من الخصائص الاستقرائية (المفاعلة الاستقرائية) ومكونات مقاومة الأسلاك في التطبيقات العملية. يتم تحليل التفاصيل على النحو التالي.

1. الفرق بين ملف الحث المثالي وملف الحث الحقيقي
   المحرِّض المثالي: من الناحية النظرية، يتم تخزين الطاقة المغناطيسية فقط، ولا يوجد فقدان للطاقة، ومقاومته للتيار المستمر تساوي صفرًا، وهو ما يظهر فقط في صورة مفاعلة حثي.
   المحرِّض الحقيقي:نظرًا لمقاومة السلك المستخدم في لف الملف (مثل السلك النحاسي)، سيُظهر المحرِّض الحقيقي مقاومة التيار المستمر (DCR)، وهي المقاومة الأومية للسلك نفسه، وسيؤدي إلى فقدان الطاقة في شكل حرارة.
2. تأثير المقاومة على أداء المحثات
   دائرة التيار المستمر: تُظهر المحاثات مقاومة سلكية (DCR)، والتي عادةً ما تكون صغيرة ولكنها تؤثر على كفاءة الدائرة (على سبيل المثال، فقدان الطاقة في ترشيح مصدر الطاقة).
   دوائر التيار المتردد:تُحدَّد المعاوقة الكلية Z لملف الحث من خلال الجمع بين المعاوقة الحثية XL والمقاومة R. تهيمن المعاوقة الحثية عند الترددات العالية والمقاومة R عند الترددات المنخفضة. تسود المعاوقة الحثية عند الترددات العالية، ويكون تأثير المقاومة أكثر أهمية عند الترددات المنخفضة.
3. اعتبارات التصميم للتطبيقات العملية
   دوائر عالية التردد: عادةً ما يتم اختيار المحاثات ذات DCR المنخفضة لتقليل الفاقد، على سبيل المثال، باستخدام أسلاك أكثر سمكًا أو مواد منخفضة المقاومة (مثل الطلاء بالفضة).
   محاثات الطاقة: تحتاج إلى موازنة الحث و DCR لتجنب السخونة الزائدة (على سبيل المثال، المحاثات ذات القلب الفريت تستخدم عادةً في سيناريوهات التردد العالي والخسارة المنخفضة).

ما يجب الانتباه إليه هو تخطيط محاثات ثنائي الفينيل متعدد الكلور

ثنائي الفينيل متعدد الكلور يجب أن ينتبه تخطيط المحرِّض إلى تخطيط الموقع، ومعالجة رقائق النحاس، وتجنب الطبقات التالية، وتباعد المسامير، وتصميم تبديد الحرارة.
تخطيط الموقع
يجب وضع المحاثات في أقرب مكان ممكن من الرقائق ذات الصلة (على سبيل المثال، الدوائر المتكاملة لدوائر تبديل التيار المستمر-الترددات المترددة) لتقصير مسار التيار وتقليل التداخل والفقد.
في دارات الترددات اللاسلكية أو الدوائر عالية التردد، أعط الأولوية لتخطيط المحاثات الحرجة وأبعدها عن الوحدات الحساسة الأخرى (مثل الدوائر التناظرية) لتجنب تداخل الإشارات.
التحكم في منطقة رقائق النحاس
يجب أن تكون مساحة الرقاقة النحاسية لتوصيل المحرِّض معتدلة، فقد تؤدي المساحة الكبيرة جدًا إلى تأثير الهوائي وتزيد من مخاطر التداخل الكهرومغناطيسي الكهرومغناطيسي؛ وقد تتسبب المساحة الصغيرة جدًا في توليد الحرارة أو التلف بسبب التيار الزائد. يوصى بالرجوع إلى تصميم خصائص تحمل التيار (على سبيل المثال لوحة 1 أونصة لكل 1 أمبير تيار يتوافق مع عرض خط 1 مم).
تجنب الطبقة السفلى
يحظر ترتيب الطبقة الأرضية (GND) أو خط الإشارة أسفل المحرِّض مباشرة، وإلا فإن خطوط القوة المغناطيسية التي تمر عبر طبقة الموصل ستسبب تيارات دوامة، مما يؤدي إلى انخفاض الحث أو تداخل الإشارة. إذا كان توصيل الأسلاك ضروريًا، استخدم محث دائرة مغلقة وتحقق من ذلك بالقياسات الواقعية.
تباعد المسامير والأسلاك
Inductor pin spacing should not be too close to avoid high-frequency noise coupled to the output through parasitic capacitance. The wiring can be arranged in a “zigzag” arrangement, with ground on both sides to enhance isolation.
تبديد الحرارة وتوافق العملية
تحتاج المحاثات ذات الطاقة العالية إلى حجز مساحة لتبديد الحرارة، لتجنب أن تكون قريبة من المكونات الحرارية، إذا لزم الأمر، في الجزء الخلفي من النافذة أو زيادة عدد المشتتات الحرارية.
ضع في اعتبارك متطلبات عملية الإنتاج، مثل المحاثات المدمجة، والحاجة إلى حجز مساحة كافية للحام، والمحاثات SMD&8217؛ تخطيط مركزي لتحسين الكفاءة.
مرجع أداة التصميم الرئيسية:
يمكن أن تساعد أداة حساب معاوقة التردد اللاسلكي SI9000 في تصميم عرض الخط والتباعد لتلبية المتطلبات.
بالنسبة للسيناريوهات الحساسة للضوضاء عالية التردد، يمكن استخدام أدوات المحاكاة البرمجية (مثل HFSS) للتحقق من تخطيط

سيناريوهات تطبيق المحاثات

تتمتع المحاثات بمجموعة واسعة من التطبيقات في العديد من المجالات والسيناريوهات، بما في ذلك بشكل رئيسي ما يلي
دوائر إمداد الطاقة: في إمدادات الطاقة التبديلية، تعمل المحاثات كمكونات رئيسية لتخزين الطاقة، مما يؤدي إلى استقرار جهد الخرج عن طريق تخزين الطاقة وإطلاقها. على سبيل المثال، في إمدادات الطاقة بالتبديل التدريجي، تقوم المحاثات بتخزين الطاقة عند توصيل أنبوب التبديل وتحرير الطاقة عند قطعه، وبالتالي استقرار جهد الخرج وتقليل تموج خرج مصدر الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم المحاثات لزيادة أو خفض جهد الخرج في محولات التيار المستمر-التناوب (DC-DC)، وتستخدم عادةً لتعزيز جهد الخرج للألواح الكهروضوئية والتطبيقات الأخرى.
التواصل: في دارات الترددات اللاسلكية، تُستخدم المحاثات لتخزين الطاقة والترشيح، وغالبًا ما تشكل دوائر رنين مع المكثفات لتحسين كفاءة نقل الطاقة. على سبيل المثال، في مضخمات طاقة الترددات اللاسلكية، تُستخدم المحاثات مع المكثفات لجعل المضخم يعمل بكفاءة عند تردد معين. وهذا أمر بالغ الأهمية لإرسال الإشارات واستقبالها في أجهزة الاتصالات اللاسلكية مثل المحطات الأساسية الخلوية والهواتف الخلوية، مما يساعد على تحسين جودة الاتصال والتغطية.
إلكترونيات السيارات: في أنظمة الحقن الإلكتروني للوقود في السيارات وأنظمة محركات السيارات الهجينة/الكهربائية، تقوم المحاثات بتخزين الطاقة الكهربائية وتحريرها بسرعة أثناء بدء التشغيل أو التسارع بعزم دوران عالٍ لتعزيز أداء طاقة المحرك. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم المحاثات لقمع الفولتية والتيارات العابرة على خطوط الطاقة، مما يحمي المعدات الإلكترونية من طفرات الجهد الكهربائي.
المجال الصناعي: في بدء التشغيل الناعم والتحكم في سرعة المحركات الصناعية، تحد المحاثات من تيار بدء التشغيل عن طريق تخزين الطاقة وإطلاقها ببطء، مما يؤدي إلى تجنب التأثير المفرط على شبكة الطاقة عند بدء تشغيل المحرك. في أنظمة التحكم في سرعة تحويل التردد، تعمل المحاثات مع المكونات الأخرى لتحقيق تنظيم سلس لسرعة المحرك.
الطاقة المتجددة: في أنظمة توليد الطاقة من الرياح والطاقة الكهروضوئية، تُستخدم المحاثات لتخزين الطاقة وإطلاقها لتحسين استقرار النظام وكفاءته.
تطبيقات أخرى: تُستخدم المحاثات أيضًا في أجهزة المودم لتصفية الإشارات وعزلها بفعالية لضمان نقل إشارة واضحة. وبالإضافة إلى ذلك، تُستخدم المحاثات على نطاق واسع في دوائر الرنين والمختنقات واستشعار التيار.