İndüktör

İndüktör

Küçük değerli indüktörlerden bir seçki
Tür	Pasif
Çalışma ilkesi	Elektromanyetik indüksiyon
İcat edilme	Michael Faraday
Elektronik sembol

İndüktör, bobin, şok bobini veya reaktör de denir ve içinden elektrik akımı geçtiğinde manyetik alanda enerji depolayan pasif iki terminalli bir elektrik bileşenidir. İndüktör genellikle bobin şeklinde sarılmış yalıtımlı bir telden oluşur.

Bobinden geçen akım değiştiğinde, zamana bağlı manyetik alan iletkende elektromotor kuvvet (emf) veya gerilim oluşturur. Bu durum Faraday'ın endüksiyon kanunu ile açıklanır. Lenz yasası'na göre, indüklenen gerilimin, onu oluşturan akımdaki değişime karşıt bir kutupluluğu (yönü) vardır. Sonuçta , indüktörler içlerinden geçen akımdaki herhangi bir değişikliğe karşı koyarlar.

İndüktör, gerilimin akım değişim hızına oranı olan indüktansı ile nitelenir. Uluslararası Birimler Sistemi'nde (SI), indüktans birimi, 19. yüzyıl Amerikalı bilim insanı Joseph Henry'nin adından esinlenerek henri (H) olarak adlandırılır. Manyetik devrelerin ölçümünde weber/amper'e eşdeğerdir

İndüktörlerin değerleri tipik olarak 1 μH (10⁻⁶ H) ile 20 H arasında değişir. Birçok indüktörün bobin içinde demir veya ferritten yapılmış bir manyetik çekirdeği vardır. Bu çekirdek manyetik alanı ve dolayısıyla indüktansı artırmaya yarar. Kondansatörler ve dirençlerle birlikte indüktörler, elektronik devreleri oluşturan üç pasif doğrusal devre elemanından biridir.

İndüktörler, özellikle radyo ekipmanında olmak üzere, alternatif akım (AC) elektronik ekipmanında çok kullanılır. AC'yi engellerken DC'nin geçmesine izin vermek için kullanılırlar; bu amaçla tasarlanmış indüktörlere bobin (soğutucu) denir. Bunlar ayrıca farklı frekanslardaki sinyalleri ayırmak için elektronik filtrelerde ve radyo ve TV alıcılarını ayarlamak için kullanılan ayarlı devreler oluşturmak üzere kapasitörlerle birlikte kullanılır.

Endüktör ya da indükleç olarak da adlandırılır.

Tanım

Bir elektrik akımı I, çevresinde bir manyetik alan B oluşturur.

Bir iletkenin içinden geçen elektrik akımı, onu çevreleyen bir manyetik alan oluşturur. Belirli bir $I$ akımı tarafından oluşturulan $\Phi _{\mathbf {B} }$, manyetik akı bağlantısı devrenin geometrik şekline bağlıdır. Bunların oranına endüktans denir ve $L$ ile gösterilir :

$L:={\frac {\Phi _{B}}{I}}$

Bir devrenin indüktansı çevredeki malzemelerin manyetik geçirgenliğinin yanı sıra devrenin geometrisine de bağlıdır. İndüktör, genellikle iki terminalli bir bobin veya sarmal şeklinde, devreden geçen manyetik akıyı artırmak için şekillendirilmiş bir tel veya başka bir iletkenden oluşan bir bileşendir. Teli bobin şeklinde sarmak, manyetik akı çizgilerinin devreyi bağlama sayısını artırarak alanı ve dolayısıyla indüktansı artırır. Sarım sayısı ne kadar fazla olursa, indüktans o kadar çok olur. İndüktans ayrıca bobinin şekline, sarımların ayrımına ve birçok başka faktöre de bağlıdır. Bobinin içine demir gibi ferromanyetik bir malzemeden yapılmış bir "manyetik çekirdek" eklenmesiyle, bobinden gelen manyetik alan, malzemede mıknatıslanmaya neden olarak manyetik akıyı artırır. Ferromanyetik bir çekirdeğin yüksek geçirgenliği, bobinin indüktansını çekirdek olmadan olacağından birkaç bin kat artırabilir.

Kurucu denklem

Bir indüktörden geçen akımdaki herhangi bir değişiklik, indüktör boyunca bir gerilim yaratan değişen bir akı oluşturur. Faraday'ın indüksiyon yasası uyarınca, devredeki manyetik akıdaki herhangi bir değişiklik tarafından indüklenen gerilim ${\mathcal {E}}$ şu şekilde verilir:

${\mathcal {E}}=-{\frac {d\Phi _{\mathbf {B} }}{dt}}$.

Yukarıdaki L tanımını yeniden formülleştirerek aşağıdaki formülü elde ederiz:

$\Phi _{\mathbf {B} }=LI$.

Bundan şu sonuç çıkar:

${\mathcal {E}}=-{\frac {d\Phi _{\mathbf {B} }}{dt}}=-{\frac {d}{dt}}(LI)$

Eğer L zamandan, akımdan ve manyetik akı bağlantısından bağımsız ise:

$\;{\mathcal {E}}=-L{\frac {dI}{dt}}\;$

Bu yüzden endüktans aynı zamanda belirli bir akım değişim hızı için üretilen elektromotor kuvvet (voltaj) miktarının ölçüsüdür. Bu genellikle indüktörün kuruluş ilişkisi ​​(tanımlayıcı denklem) olarak kabul edilir.

Akımın çıkış terminalini gerilim için referans olarak kullanan şema

İndüklenen gerilim, akımın giriş terminalinde pozitif olduğundan, indüktörün akım-gerilim ilişkisi genellikle akımın çıkış terminalini akımın giriş terminalindeki gerilim $V(t)$ için referans noktası olarak kullanarak negatif işaret olmadan ifade edilir (şemada etiketlendiği gibi).

Akım-gerilim ilişkisi (türev formu) şu şekilde yeniden yazılabilir:

$\;V(t)=L{\frac {\mathrm {d} I(t)}{\mathrm {d} t}}\;$

Akım-gerilim ilişkisi (integral formu) aşağıdaki gibi yazılabilir:

$\;I(t)=I(t_{0})+{\frac {1}{L}}\int _{t_{0}}^{t}V(\tau )\,\mathrm {d} \tau \;$

Herhangi bir ters türevde olduğu gibi, başlangıç ​​akımı I(t₀)'ı temsil etmek için bir integral sabiti eklenir.

İndüktörün ikizi, manyetik alan yerine elektrik alanında enerji depolayan kondansatör'dür. Akım-gerilim ilişkisinde, L yerine kapasitans C kullanılır ve bu denklemlerden akım ve gerilim yer değiştirir.