Als een van de passieve basiscomponenten vervullen inductoren een belangrijke rol in elektronische toepassingen, van het starten van motoren tot het leveren van stroom aan uw huis. Inductoren slaan energie op in een magnetisch veld wanneer er stroom doorheen stroomt. Een typische inductor gebruikt geïsoleerde draad die in een spoel rond een centrale kern is gewikkeld.
Hoe nuttig inductoren ook zijn, het grootste probleem is hun fysieke grootte. Inductoren verkleinen vaak andere elektronische componenten in een circuit en voegen ook gewicht toe. Sommige technieken simuleren een grote inductor in een circuit. De toegevoegde complexiteit en extra componenten beperken echter waar deze technieken worden gebruikt.
Filters
Smoorspoelen worden veel gebruikt met condensatoren en weerstanden om filters te maken voor analoge circuits en bij signaalverwerking. Alleen al functioneert een inductor als een laagdoorlaatfilter, omdat de impedantie van een inductor toeneemt naarmate de frequentie van een signaal toeneemt.
In combinatie met een condensator, waarvan de impedantie afneemt naarmate de frequentie van een signaal toeneemt, ontstaat er een getande filter die alleen een bepaald frequentiebereik doorlaat.
Door condensatoren, inductoren en weerstanden te combineren, ondersteunen geavanceerde filtertopologieën een verscheidenheid aan toepassingen. Filters worden in de meeste elektronica gebruikt, hoewel waar mogelijk vaak condensatoren worden gebruikt in plaats van inductoren, omdat ze kleiner en goedkoper zijn.
Sensoren
Contactloze sensoren worden gewaardeerd om hun betrouwbaarheid en bedieningsgemak. Inductoren voelen magnetische velden of de aanwezigheid van magnetisch permeabel materiaal op afstand.
Inductieve sensoren staan centraal op bijna elk kruispunt met een verkeerslicht dat de hoeveelheid verkeer detecteert en het signaal daarop aanpast. Deze sensoren werken uitzonderlijk goed voor auto's en vrachtwagens. Sommige motorfietsen en andere voertuigen hebben niet genoeg signatuur om door de sensoren te worden gedetecteerd zonder een boost door een h3-magneet aan de onderkant van het voertuig toe te voegen.
Inductieve sensoren zijn op twee belangrijke manieren beperkt. Ofwel het te detecteren object moet magnetisch zijn en een stroom in de sensor induceren, of de sensor moet van stroom worden voorzien om de aanwezigheid van materialen te detecteren die in wisselwerking staan met een magnetisch veld. Deze parameters beperken de toepassingen van inductieve sensoren en beïnvloeden de ontwerpen die ze gebruiken.
Transformers
Het combineren van inductoren met een gedeeld magnetisch pad vormt een transformator. De transformator is een fundamenteel onderdeel van nationale elektriciteitsnetten. Transformatoren zijn te vinden in veel voedingen, om spanningen te verhogen of te verlagen tot het gewenste niveau.
De grijze jerrycans die je vaak aan de bovenkant van elektriciteitspalen vindt, bevatten transformatoren.
Omdat magnetische velden worden gecreëerd door een verandering in stroom, hoe sneller de stroom verandert (toename in frequentie), hoe effectiever een transformator werkt. Naarmate de frequentie van de ingang toeneemt, beperkt de impedantie van de inductor de effectiviteit van een transformator. In de praktijk zijn op inductie gebaseerde transformatoren beperkt tot tientallen kHz, meestal lager. Het voordeel van een hogere werkfrequentie is een kleinere en lichtere transformator die dezelfde belasting levert.
Motoren
Smoorspoelen bevinden zich normaal gesproken in een vaste positie en mogen niet bewegen om uit te lijnen met een nabijgelegen magnetisch veld. Inductieve motoren maken gebruik van de magnetische kracht die op inductoren wordt uitgeoefend om elektrische energie in mechanische energie om te zetten.
Inductieve motoren zijn zo ontworpen dat er een roterend magnetisch veld wordt gecreëerd in de tijd met een AC-ingang. Omdat de rotatiesnelheid wordt geregeld door de ingangsfrequentie, worden inductiemotoren vaak gebruikt in toepassingen met een vaste snelheid die rechtstreeks kunnen worden gevoed door 50/60 Hz netvoeding. Het grootste voordeel van inductieve motoren ten opzichte van andere ontwerpen is dat er geen elektrisch contact nodig is tussen de rotor en de motor, waardoor inductieve motoren robuust en betrouwbaar zijn.
Veel eenvoudige elektromotoren die je tegenkomt, zoals die in ventilatoren, zijn inductieve motoren.
Energieopslag
Net als condensatoren slaan inductoren energie op. In tegenstelling tot condensatoren zijn inductoren beperkt in hoe lang ze energie kunnen opslaan omdat de energie wordt opgeslagen in een magnetisch veld, dat instort wanneer de stroom wordt uitgeschakeld.
Het belangrijkste gebruik van inductoren als energieopslag is in schakelende voedingen, zoals de voeding in een pc. In de eenvoudigere, niet-geïsoleerde schakelende voedingen wordt een enkele inductor gebruikt in plaats van een transformator en een energieopslagcomponent. In deze circuits bepa alt de verhouding van de tijd dat de inductor wordt gevoed tot de tijd dat deze niet wordt gevoed, de verhouding tussen ingangs- en uitgangsspanning.
