Τι είναι οι επαγωγείς;

Οι επαγωγείς είναι ηλεκτρικές συσκευές που χρησιμοποιούνται σε πολλές εφαρμογές, ιδιαίτερα σε κυκλώματα ραδιοσυχνοτήτων. Οι επαγωγείς σχετίζονται στενά με τους πυκνωτές και μπορούν με πολλούς τρόπους να θεωρηθούν το αντίθετό τους. Σε έναν πυκνωτή, η ενέργεια καθορίζεται από την χωρητικότητα και την τάση, ενώ σε έναν επαγωγέα, η εξίσωση είναι η ίδια, με τη διαφορά ότι η επαγωγή αντικαθιστά την χωρητικότητα.

Οι επαγωγείς επισημαίνονται με το ρυθμό επαγωγής τους, ο οποίος δίνεται στην τυπική μονάδα henrys (H). Ένας εύκολος ένας προς έναν ορισμό του henry μπορεί να βρεθεί παίρνοντας ένα πηνίο 1 henry και περνώντας 1 volt κατά μήκος του, το οποίο θα έχει ως αποτέλεσμα το ρεύμα να αυξάνεται κατά 1 amp/s. Μπορούμε να το παρουσιάσουμε ως εξίσωση V = L(di/dt), όπου V είναι η τάση, L είναι μια μέτρηση του henrys, di είναι μια αλλαγή στο ρεύμα και dt είναι ένας ρυθμός χρόνου.

Οι πιο βασικοί επαγωγείς είναι απλά σφιχτά τυλιγμένα πηνία σύρματος. Συνήθως, οι επαγωγείς τυλίγονται γύρω από κάποιο είδος υλικού πυρήνα προκειμένου να αυξηθεί η επαγωγή του σύρματος. Ο σίδηρος είναι πολύ μακριά το πιο κοινό υλικό πυρήνα που χρησιμοποιείται για επαγωγείς, αν και ο φερρίτης χρησιμοποιείται επίσης ευρέως.

Οποιοσδήποτε αγωγός θα έχει κάποια ποσότητα αυτεπαγωγής, απλώς και μόνο επειδή υπάρχει ένα ρεύμα που πρέπει να αντιταχθεί. Ωστόσο, οι επαγωγείς είναι ειδικά σχεδιασμένοι για να δημιουργούν αυτήν την επαγωγή. Όταν μιλάμε για επαγωγή, μιλάμε για ένα μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται αλλάζοντας το ρεύμα που διατρέχει ένα μέσο. Τυλίγοντας ένα σύρμα σε ένα πηνίο γύρω από τον εαυτό του, η ποσότητα του ρεύματος που απαιτείται για τη δημιουργία ενός μαγνητικού πεδίου δεδομένης ισχύος μειώνεται ανάλογα και όσο περισσότερες φορές τυλίγεται το καλώδιο, τόσο λιγότερο ρεύμα απαιτείται. Χρησιμοποιώντας ένα υλικό πυρήνα όπως ο σίδηρος, αντί να αφήνουμε το πηνίο να περιβάλλει τον αέρα, το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από τον επαγωγέα συγκρατείται στο σώμα του επαγωγέα, αυξάνοντας τη συνολική αυτεπαγωγή.

Οι επαγωγείς χρησιμοποιούνται συνήθως σε συσκευές ραδιοσυχνοτήτων για την αθόρυβη παρεμβολή και την πρόληψη της μετάδοσής τους. Χρησιμοποιούνται και στην κατασκευή μετασχηματιστών. Ένας μετασχηματιστής είναι, στην ουσία, απλώς δύο ή περισσότεροι επαγωγείς τοποθετημένοι μαζί έτσι ώστε τα μαγνητικά τους πεδία να επικαλύπτονται.