Elektromanyetik bobin - Electromagnetic coil
Bir elektromanyetik sargı , bir elektrik olan iletken bir şekilde telin bir şeklinde bobin , spiral ya da helis . Elektromanyetik bobinler, elektrik mühendisliğinde , elektrik akımlarının manyetik alanlarla etkileşime girdiği uygulamalarda , elektrik motorları , jeneratörler , indüktörler , elektromıknatıslar , transformatörler ve sensör bobinleri gibi cihazlarda kullanılır. Ya bir manyetik alan oluşturmak için bobinin telinden bir elektrik akımı geçirilir ya da tersine, bobinin içinden geçen harici bir zamanla değişen manyetik alan , iletkende bir EMF ( voltaj ) oluşturur .
Herhangi bir iletkenden geçen bir akım, Ampere yasası nedeniyle iletkenin etrafında dairesel bir manyetik alan oluşturur . Bobin şeklini kullanmanın avantajı, belirli bir akım tarafından üretilen manyetik alanın gücünü arttırmasıdır. Ayrı tel dönüşleri tarafından üretilen manyetik alanların tümü bobinin merkezinden geçer ve burada güçlü bir alan oluşturmak için eklenir ( üst üste gelir ). Daha fazla tel dönüşü, daha güçlü alan üretilir. Tersine, değişen bir harici manyetik akı, Faraday'ın indüksiyon yasasına bağlı olarak tel gibi bir iletkende bir voltaj indükler . İndüklenen voltaj, telin bir bobine sarılmasıyla artırılabilir, çünkü alan hatları devre ile birçok kez kesişir.
Bir bobin tarafından üretilen manyetik alanın yönü, sağ el kavrama kuralı ile belirlenebilir . Sağ elin parmakları bir bobinin manyetik çekirdeğinin etrafına tel üzerinden geleneksel akım yönünde sarılırsa , başparmak manyetik alan çizgilerinin bobinden geçtiği yönü gösterecektir . Alan çizgilerinin ortaya çıktığı manyetik bir çekirdeğin ucu, Kuzey kutbu olarak tanımlanır.
Elektrikli ve elektronik cihazlarda kullanılan birçok farklı tipte bobin bulunmaktadır.
Sargılar ve musluklar
Bobini oluşturan tel veya iletkene sargı denir . Bobinin ortasındaki deliğe çekirdek alan veya manyetik eksen denir . Her bir tel döngüsüne dönüş denir . Sarımların temas ettiği sargılarda , akımın tel dönüşleri arasından geçmesini önlemek için tel, plastik veya emaye gibi iletken olmayan bir yalıtım kaplamasıyla yalıtılmalıdır . Sargı, yerinde tutmak için genellikle plastik veya başka bir malzemeden yapılmış bir bobin formunun etrafına sarılır . Telin uçları çıkarılır ve harici bir devreye bağlanır. Sargılar, uzunlukları boyunca ek elektrik bağlantılarına sahip olabilir; bunlara musluklar denir . Uzunluğunun ortasında tek bir musluğa sahip olan bir sargı merkezden kılavuzlu olarak adlandırılır .
Bobinler, birbirinden elektriksel olarak izole edilmiş birden fazla sargıya sahip olabilir. Ortak bir manyetik eksen etrafında iki veya daha fazla sargı olduğunda, sargıların endüktif olarak bağlandığı veya manyetik olarak bağlandığı söylenir . Bir sargıdan geçen zamanla değişen bir akım, diğer sargılardan geçen ve diğer sargılarda zamanla değişen bir voltaj indükleyen, zamanla değişen bir manyetik alan yaratacaktır. Buna transformatör denir . Manyetik alanı oluşturan akımın uygulandığı sargıya birincil sargı denir . Diğer sargılara ikincil sargılar denir .
Manyetik çekirdek
Birçok elektromanyetik bobinin manyetik bir çekirdeği vardır , merkezde manyetik alanı artırmak için demir gibi bir ferromanyetik malzeme parçası . Bobinden geçen akım demiri mıknatıslar ve mıknatıslanmış malzemenin alanı tel tarafından üretilen alana eklenir. Buna ferromanyetik çekirdekli veya demir çekirdekli bobin denir . Bir ferromanyetik çekirdek, bir bobinin manyetik alanını ve endüktansını , çekirdek olmadan olacağına göre yüzlerce veya binlerce kat artırabilir . Bir ferrit çekirdekli bobin , bir ferri manyetik seramik bileşiği olan ferritten yapılmış bir çekirdeğe sahip çeşitli bobindir . Ferrit bobinler yüksek frekanslarda daha düşük çekirdek kayıplarına sahiptir .
- Muhtemelen bazı dar hava boşlukları olan kapalı bir döngü oluşturan bir çekirdekli bobine kapalı çekirdekli bobin denir . Manyetik alan çizgileri için kapalı bir yol sağlayarak, bu geometri manyetik isteksizliği en aza indirir ve en güçlü manyetik alanı üretir. Genellikle transformatörlerde kullanılır.
- Kapalı çekirdekli bobinler için yaygın bir biçim , çekirdeğin dairesel veya dikdörtgen bir enine kesite sahip bir
Ferromanyetik çekirdeksiz bir bobine hava çekirdekli bobin denir . Bu, plastik veya diğer manyetik olmayan biçimlere sarılmış bobinleri ve ayrıca sargılarının içinde gerçekte boş hava boşluğu bulunan bobinleri içerir.
Bobin çeşitleri
Bobinler, çalışmak üzere tasarlandıkları akımın frekansına göre sınıflandırılabilir :
- Doğru akım veya DC bobinler veya elektromıknatıslar , sargılarında sabit bir doğru akımla çalışır .
- Ses frekans ya da AF bobinleri, bobin veya transformatörler ile çalışan dalgalı akımlar içinde ses frekansı 20 kHz daha az aralığında
- Radyo frekansı veya RF bobinleri, indüktörleri veya transformatörleri , 20 kHz'in üzerindeki radyo frekansı aralığında alternatif akımlarla çalışır.
Bobinler işlevlerine göre sınıflandırılabilir:
Elektromıknatıslar
Elektromıknatıslar , genellikle bir şeye mekanik bir kuvvet uygulamak için bazı harici kullanımlar için bir manyetik alan oluşturan bobinlerdir . Birkaç özel tür:
- Solenoid - düz içi boş bir tel sarmal şeklinde bir elektromıknatıs
- Motor ve jeneratör sargıları - şaftı (motoru) döndürmek veya bir elektrik akımı (jeneratör) üretmek için birbirlerine etki eden elektrik motorlarının ve jeneratörlerin
rotorundaki veya statorundaki demir çekirdekli elektromıknatıslar
- Alan sargısı - armatür sargısına etki etmek için sabit bir manyetik alan oluşturan demir çekirdekli bir bobin.
- Armatür sarımı - ya tork (motor) oluşturmak ya da güç (jeneratör) üretmek için bir voltaj indüklemek için alan sargısının manyetik alanı tarafından harekete geçirilen demir çekirdekli bir bobin
- Helmholtz bobini , Maxwell bobini - harici bir manyetik alanı iptal etmeye yarayan hava çekirdekli bobinler
- Manyetikliği giderme bobini - parçaların manyetikliğini gidermek için kullanılan bir bobin
- Ses bobini - bir mıknatısın kutupları arasında asılı duran, hareketli bobinli bir hoparlörde kullanılan bobin . Ne zaman ses sinyali bobin geçirilir, bu ses dalgalarını oluşturmak bağlı hoparlör konisi hareketli, titrer. Tersi, diyafram gibi bir şey tarafından kesilen ses titreşimlerinin , manyetik alana batırılmış bir ses bobinine fiziksel olarak aktarıldığı ve bobinin terminal uçlarının daha sonra bu titreşimlerin elektriksel bir analogunu sağladığı dinamik bir mikrofonda kullanılır .
İndüktörler
İndüktörler veya reaktörler, bobin boyunca akımdaki değişikliklere karşı çıkan bir arka EMF'yi indüklemek için bobinin kendisi ile etkileşime giren bir manyetik alan oluşturan bobinlerdir. İndüktörler, enerjiyi geçici olarak depolamak veya akımdaki değişikliklere direnmek için elektrik devrelerinde devre elemanları olarak kullanılır . Birkaç tür:
- Tank bobini - ayarlanmış bir devrede kullanılan bir indüktör
- Jikle - düşük frekanslı AC'ye izin verirken yüksek frekanslı AC'yi bloke etmek için kullanılan bir indüktör.
- Yükleme bobini - bir antene endüktans eklemek, onu rezonans yapmak için veya sinyallerin bozulmasını önlemek için bir kabloya kullanılan bir indüktör.
- Varyometre - seri olarak iki bobinden oluşan ayarlanabilir bir indüktör, bir sabit dış bobin ve manyetik eksenleri aynı yönde veya zıt olacak şekilde döndürülebilen ikinci bir iç bobin.
- Geri dönüş transformatörü - Bir transformatör olarak adlandırılmasına rağmen, bu aslında CRT televizyonları ve monitörleri için güç kaynaklarını ve yatay saptırma devrelerini anahtarlamada enerji depolamaya yarayan bir indüktördür.
- Doyurulabilir reaktör - yardımcı bir sargıda bir DC kontrol voltajı kullanarak çekirdeğin doygunluğunu değiştirerek AC gücünü kontrol etmek için kullanılan demir çekirdekli bir indüktör.
- Endüktif balast - lambadan geçen akımı sınırlamak için floresan lambalar gibi gaz deşarjlı lamba devrelerinde kullanılan bir indüktör .
Transformers
Bir transformatör, iki veya daha fazla manyetik olarak bağlı sargıya (veya tek bir sargının bölümlerine) sahip bir cihazdır. Bir bobindeki zamanla değişen akım ( birincil sargı olarak adlandırılır ), diğer bobinde ( ikincil sargı olarak adlandırılır ) bir voltaj indükleyen bir manyetik alan oluşturur . Birkaç tür:
- Dağıtım transformatörü - Elektrik şebekesindeki yüksek voltajı elektrik güç hattından kamu hizmeti müşterileri tarafından kullanılan daha düşük voltaja dönüştüren bir transformatör .
- Ototransformatör - tek sargılı bir transformatör. Tapalarla erişilen sargının farklı bölümleri, transformatörün birincil ve ikincil sargıları olarak işlev görür.
- Toroidal transformatör - çekirdek bir toroid şeklindedir . Bu, sızıntı akısını azaltarak daha az elektromanyetik girişimle sonuçlandığı için yaygın olarak kullanılan bir şekildir.
-
İndüksiyon bobini veya titreme bobini - birincil akımı kesmek için titreşimli bir kesici mekanizma kullanan, böylece DC akımında çalışabilen erken bir transformatör.
- Ateşleme bobini - yakıt yanmasını başlatan bujiyi ateşlemek için yüksek voltajlı bir darbe oluşturmak için içten yanmalı motorlarda kullanılan bir endüksiyon bobini .
- Balun - dengeli bir iletim hattını dengesiz bir hat ile eşleştiren bir transformatör .
- Bifilar bobin - iki paralel, yakın aralıklı tel ile sarılmış bir bobin. AC akımları aynı yönde geçerse, manyetik akılar eklenir, ancak sargılardan zıt yönlerde eşit akımlar geçerse, zıt akılar iptal olur ve çekirdekte sıfır akı ile sonuçlanır. Bu nedenle, çekirdekteki üçüncü bir sargıda voltaj indüklenmeyecektir. Bunlar aletlerde ve Toprak Arızası Kesiciler gibi cihazlarda kullanılır . RF frekanslarında kullanım için düşük endüktanslı tel sarımlı dirençlerde de kullanılırlar.
-
Ses transformatörü - Ses sinyalleriyle kullanılan bir transformatör . Empedans uyumu için kullanılırlar .
- Hibrit bobin - iki telli ve dört telli devreler arasında dönüştürmek için telefon devrelerinde kullanılan 3 sargılı özel bir ses transformatörü
Elektrik makineleri
Motorlar ve jeneratörler gibi elektrikli makineler, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmek için hareketli manyetik alanlarla etkileşime giren bir veya daha fazla sargıya sahiptir. Çoğunlukla bir makine, makinenin gücünün çoğunu ( "armatür" ) geçiren bir sargıya ve fırçalarla bağlanabilen döner elemanın manyetik alanını ("alan sargısı") sağlayan ikinci bir sargıya sahip olacaktır. veya halkaları harici bir elektrik akımı kaynağına kaydırın. Bir endüksiyon motorunda rotorun "alan" sargısına, rotordaki gerekli uyarıcı akımı indükleyen stator sargısı tarafından üretilen dönen manyetik alan ve dönen sargı arasındaki yavaş bağıl hareket tarafından enerji verilir.
Dönüştürücü bobinleri
Bunlar, zamanla değişen manyetik alanları elektrik sinyallerine çevirmek için kullanılan bobinlerdir ve bunun tersi de geçerlidir. Birkaç tür:
- Sensör veya pikap bobinleri - bunlar harici zamanla değişen manyetik alanları tespit etmek için kullanılır
- Endüktif sensör - bir mıknatıs veya demir nesnenin yanından geçtiğini algılayan bir bobin
- Kayıt kafası - manyetik bant veya sabit disk gibi manyetik bir depolama ortamına veri yazmak için bir manyetik alan oluşturmak için kullanılan bir bobin . Tersine, verileri ortamdaki değişen manyetik alanlar şeklinde okumak için de kullanılır.
- İndüksiyonlu ısıtma bobini - indüksiyonla ısıtma adı verilen bir işlem olan, içindeki girdap akımlarını indükleyerek bir nesneyi ısıtmak için kullanılan bir AC bobin .
- Döngü anteni - radyo dalgalarını elektrik akımlarına dönüştürmek için bir radyo anteni görevi gören bir bobin .
- Rogowski bobini - AC ölçüm cihazı olarak kullanılan toroidal bir bobin
- Müzik aleti manyetik - bir elektro gitarda veya elektrik basta çıkış ses sinyalini üretmek için kullanılan bir bobin .
- Flux gate - manyetometrede kullanılan bir sensör bobini
- Manyetik fonograf kartuşu - vinil fonograf kayıtlarını çalarken iğnenin titreşimini bir ses sinyaline çevirmek için bir bobin kullanan bir plak çalarda bulunan bir sensör .
Bu kategorilere uymayan bobin türleri de vardır.
Sarma teknolojisi
Ayrıca bakınız
Referanslar
daha fazla okuma
- Querfurth, William, " Bobin sarımı; bobin sarma prosedürlerinin bir açıklaması, bobin sarma makineleri ve elektronik endüstrisi için ilgili ekipman " (2. baskı). Chicago, G. Stevens Mfg.Co., 1958.
- Weymouth, F. Marten, " Tambur armatürleri ve komütatörleri (teori ve pratik): tambur sargısının ve kapalı bobin armatürler için komütatörlerin teorisi ve yapımı üzerine eksiksiz bir inceleme, ilgili bazı ana noktaların tam bir özeti ile birlikte tasarımlarında ve armatür reaksiyonlarının ve kıvılcımların sergilenmesi ". Londra, "Elektrikçi" Basım ve Yayıncılık Şirketi, 1893.
- " Bobin sarma işlemleri ". Uluslararası Bobin Sarma Derneği.
- Chandler, RH, " Bobin kaplama incelemesi, 1970–76 ". Braintree, RH Chandler Ltd, 1977.
Dış bağlantılar
- Bobin Endüktans Hesaplayıcı Tek katmanlı ve çok katmanlı bobinlerin endüktansını belirlemek için çevrimiçi hesap makinesi
- R. Clarke, " Yara bileşenlerinin üretilmesi ". Surrey.ac.uk, 9 Ekim 2005