סוגי המשרנים השונים והגורמים המשפיעים עליהם

סוגים שונים של משרנים זמינים על סמך גדלים ודירוגים. הגדלים הפיזיים שלהם משתנים מגדלים זעירים לשנאי הענק, תלוי בכוח המטופל ובתדירות ה- AC המשמשת. כאחד מה רכיבים בסיסיים המשמשים באלקטרוניקה , נעשה שימוש נרחב במשרנים באזורי יישום רחבים בהרבה כמו בקרת אותות, סילוק רעשים, ייצוב מתח, חשמל אלקטרוני ציוד, פעולות רכב וכו '. כיום ביום, שיפור טכניקות תכנון המשרנים משפר ביצועים משמעותיים בשאר המעגלים.

סוגי משרנים

סוגים שונים של משרנים

רכיב אלקטרוני מגוון המשמש במגוון רחב של יישומים דורש סוגים שונים של משרנים. אלה הם בצורות שונות, בגדלים כולל פצע התיל ומשרנים רב-שכבתיים. סוגים שונים של משרנים כוללים משרנים בתדירות גבוהה, משרני קו אספקת חשמל או משרני כוח ומשרנים למעגלים כלליים. בידול המשרנים מבוסס על סוג המתפתל וכן הליבה המשמשת.

• משרני ליבת אוויר

  

  משרן ליבת אוויר

  
  
  

במשרן מסוג זה הליבה נעדרת לחלוטין. משרנים אלה מציעים נתיב רתיעה גבוה לשטף המגנטי, ומכאן פחות השראות. למשרני ליבת האוויר יש סלילים גדולים יותר כדי לייצר צפיפות שטף גבוהה יותר. אלה משמשים ביישומים בתדירות גבוהה הכוללים מקלטים לטלוויזיה ורדיו.

• משרנים ליבתיים מגנטיים או ברזל

משרן ליבת ברזל

בשל החדירות המגנטית הגבוהה יותר שלהם יש תכונת השראות גבוהה. מדובר במשרני הספק גבוה אך מוגבלים בקיבולת תדרים גבוהה יותר בגלל ההיסטריה והפסדי זרם העצבני.

עיצובי שנאי הם הדוגמאות מסוג זה.

• משרני ליבת פריט

  

  משרני ליבת פריט

אלה הסוגים השונים של המשרנים המציעים יתרונות של ירידה בעלות ואיבוד ליבה נמוך בתדרים גבוהים. פריט הוא קרמיקה של תחמוצת מתכת המבוססת על תערובת של תחמוצת הברזל Fe2O3. פריטים רכים משמשים לבניית הליבה כדי להפחית את הפסדי ההיסטריה.

• משרני ליבה טורואידאליים

משרני ליבה טורואידים

במשרנים אלה, סליל נפצע על גבי חומר מעגלי טורואידי. דליפת שטף נמוכה מאוד במשרנים מסוג זה. עם זאת נדרשות מכונות סלילה מיוחדות לתכנון משרנים מסוג זה. לפעמים משתמשים גם בליבת פריטה להפחתת ההפסדים בתכנון זה.

• משרנים מבוססי סלילים

  

  משרנים מבוססי סלילים

בסוג זה, סליל נפצע על הסיסה. עיצובי המשרנים שנפצעו בסולין משתנים במידה רבה מבחינת דירוג הספק, מתח ורמות זרם, תדירות הפעלה וכו '. אלה משמשים בעיקר בספקי מצב מתג ויישומים להמרת חשמל.

• משרנים מרובי שכבות

משרנים מרובי שכבות

משרן רב שכבתי מכיל שני דפוסי סליל מוליכים המסודרים בשתי שכבות בחלקו העליון של גוף רב שכבתי. הסלילים מחוברים באופן חשמלי בצורה רצופה בסדרה לשני דפוסי סליל מוליכים נוספים הממוקמים בחלק התחתון של הגוף הרב שכבתי. אלה משמשים בעיקר במערכות תקשורת ניידות וביישומי דיכוי רעשים.

• משרני סרטים דקים

  

  משרני סרטים דקים

אלה שונים לחלוטין מהמשרנים המקובלים מסוג שבב הפגועים בחוט נחושת. בסוג זה נוצרים משרנים זעירים באמצעות עיבוד סרט דק כדי ליצור את משרן השבבים עבור תדר גבוה יישומים, שנעים בין הננו הנרי.

איך עובד משרן?

משרן מכונה לעתים קרובות נגד AC. הוא מתנגד לשינויים בזרם ומאגר אנרגיה בצורה של השדה המגנטי. אלה פשוטים בבנייה, המורכבים מסלילי חוט נחושת שנפצעו על ליבה. הליבה הזו עשויה להיות מגנטית או אוויר. ניתן להשתמש בסוגים שונים של משרנים ביישומים מתקדמים כמו העברת חשמל אלחוטית .

עבודה של משרן

ליבות מגנטיות עשויות להיות ליבות טורואידיות או סוג E. חומרים כמו קרמיקה, פריט, ברזל מופעל משמשים לליבה זו. הסליל הנושא את הזרם החשמלי מייצר את השדה המגנטי סביב המוליך. קווים מגנטיים נוספים מיוצרים אם הליבה ממוקמת בתוך הסליל, בתנאי שיש להשתמש בחדירות גבוהה של הליבה.

השדה המגנטי גורם ל- EMF בסליל מה שמביא לזרימת זרם. על פי חוק לנץ, הזרם המושרה מתנגד לסיבה, שהיא המתח המופעל. מכאן שהמשרן מתנגד לשינוי בזרם הקלט המוביל לשינוי בשדה המגנטי. הפחתה זו של הזרם הנוכחי עקב האינדוקציה נקראת תגובת אינדוקציה. תגובת אינדוקציה תגדל אם יגדל מספר הסיבובים בסליל. הוא גם אוגר את האנרגיה כשדה מגנטי באמצעות תהליכי טעינה ופריקה ומשחרר את האנרגיה בזמן החלפת המעגל. אזורי יישום של משרנים כוללים מעגלים אנלוגיים, עיבוד אותות וכו '.

גורמים המשפיעים על השראות של משרן

יכולת ייצור קווים מגנטיים מכונה השראות. יחידת ההשראה הסטנדרטית היא הנרי. כמות השטף המגנטי שפותח או השראות של סוגים שונים של משרנים תלויה בארבעה גורמים בסיסיים שיידונו להלן.

• מספר סיבובים בסליל

אם מספר הסיבובים גדול יותר, נוצרת כמות גדולה יותר של שדה מגנטי, מה שמביא ליותר השראות. פחות סיבובים מביאים להפחתת השראות.

• חומר הליבה

אם לחומר המשמש לליבה חדירות גבוהה, יותר יהיה השראות של משרן. הסיבה לכך היא שחומרים בעלי חדירות גבוהה מציעים מסלול רתיעה נמוך לשטף המגנטי.

• שטח חתך של הסליל

שטח חתך גדול יותר גורם להשראות רבות יותר מכיוון שהדבר מציע פחות התנגדות לשטף המגנטי מבחינת שטח.

• אורך הסליל

ככל שהסליל פחות יהיה ההשראות. הסיבה לכך היא כי עבור כמות מסוימת של השדה, ההתנגדות הכוחית לשטף המגנטי היא יותר.

משרן קבוע אינו מאפשר למשתמש לשנות את ההשראה לאחר שתוכנן. אך ניתן לשנות את ההשראות באמצעות משרנים משתנים על ידי שינוי מספר הסיבובים בכל זמן נתון או על ידי שינוי חומר הליבה פנימה והחוצה מתוך הסליל.

אובדן כוח במשרן

הכוח המתפזר במשרן נובע בעיקר משני המקורות: ליבת המשרן והפיתולים.

ליבות משרנים שונות

ליבת משרן: אובדן אנרגיה בליבת המשרנים נובע מההיסטרזה ואובדן זרם האדי. השדה המגנטי המופעל על החומר המגנטי מוגדל, עובר לרמת הרוויה ואז פוחת. אבל תוך כדי ירידה זה לא מתחקה אחר הדרך המקורית. זה גורם לאבידות ההיסטריה. ערך קטן יותר של מקדם ההיסטרזה של חומרי הליבה גורם לאובדן ההיסטרזה הנמוך.

הסוג השני של אובדן הליבה הוא אובדן זרם מערבולת. זרמי מערבולת אלה נגרמים בחומר הליבה עקב שינוי קצב השדה המגנטי על פי חוק לנץ. הפסדי זרם אדי הם הרבה פחות מהפסד ההיסטריזה. הפסדים אלה ממוזערים באמצעות חומרים מקדמי היסטריה נמוכה וליבה למינציה.

סלילי משרן

פיתולי משרן: במשרנים, הפסדים מתרחשים לא רק בליבה, אלא גם בפיתולים. לפיתולים יש התנגדות משלהם. כאשר הזרם עובר דרך פיתולים אלה, אבידות חום (I ^ 2 * R) יתרחשו בפיתולים. אך בתדירות הולכת וגוברת, התנגדות סלילה עולה בגלל אפקט העור. אפקט העור גורם לזרם להתרכז על פני המוליך מאשר למרכזים. אז השטח האפקטיבי של אזור הנשיאה הנוכחי פוחת.

כמו כן זרמי אדי המושרה בפיתולים גורמים לזרם הזרם במוליכים הסמוכים הנקרא אפקט קרבה.

בגלל המוליכים החופפים בסלילים, אפקט הקרבה גורם להגברת התנגדות המוליך גבוה יותר מאשר במקרה של אפקט העור. הפסדי פיתולים מצטמצמים בטכנולוגיות המתפתלות המתפתלות כמו נייר רדיד בצורת ופיתולי תיל.

אני מקווה שהמאמר שלי היה אינפורמטיבי ומסקרן. אז הנה שאלה בסיסית עבורך - מה תפקיד המשרנים במעגלים חשמליים?

אנא תן את תשובתך בסעיף ההערות למטה.אתה גם רשאי לשתף את התפיסות שלך לגבי מאמר זה ורעיונות.

נקודות זיכוי:

משרנים שונים מאת 1.bp.blogspot
משרן ליבת אוויר על ידי i01.i.aliimg
משרני ליבה מגנטיים או ברזל על ידי agilemagco
משרני ליבת פריט מאת falconacoustics
משרנים מבוססי סלילה מאת אלקטרוויזיון
משרנים רב-שכבתיים מאת מוצרים אלקטרוניים
משרני סרטים דקים מאת microfabnh
כיצד משרנים עובדים על ידי חימום אינדוקציה
ליבות משרן שונות מאת i01.i.aliimg
משרן מתפתל ליד סטונס סטודיו