משרן הוא רכיב חשמלי המשמש בעיקר לאגירת אנרגיה כאשר זרם זורם דרכו בתוך שדה מגנטי. משרנים מיוצרים בדרך כלל עם חוט מוליך על ידי עטיפתו לתוך סליל סביב ליבה פנימית שבה כל סיבוב חוט נקרא סלילה. במשרן, מספר הפיתולים בתוך הסליל קשור ישירות לשראות. יש הבדל סוגי משרנים זמין כאשר משרן ליבת אוויר הוא אחד מהסוגים. זהו משרן ליבה לא מגנטי הנקרא גם סליל ליבת אוויר. משרנים אלה משמשים ביישומים שבהם הם נמוכים הַשׁרָאוּת ונדרשים תדר גבוה. מאמר זה דן בסקירה כללית של א משרן ליבת אוויר - עבודה עם אפליקציות.
מהו משרן ליבת אוויר?
סוג של משרן או סליל תיל ללא ליבה מגנטית בסליל ידוע בתור משרן ליבת אוויר או משרן סליל אוויר. במשרן זה, ליבת אוויר מבטיחה השראות שיא נמוכה יותר, אולם היא גם מקטינה את הפסדי האנרגיה הקשורים באמצעות משרני פריט. היעדר הפסדי ליבה מאפשר למשרני ליבת אוויר לתפקד בתדרים מקסימליים. א סמל משרן ליבת אוויר מוצג להלן.
סוגים אלה של משרנים מנוצלים בכל פעם שכמות השראות פחות נדרשת ואין להם אובדן ליבה מכיוון שאין ליבה. עם זאת, מספר הסיבובים במשרן זה צריך להיות יותר בהשוואה למשרנים אחרים שיש להם את הליבה. בדרך כלל, משרנים קרמיים נקראים לעתים קרובות משרני ליבת אוויר. משרנים אלו מספקים פתרונות יעילים במיוחד עבור דרישות מגנטיות במצב מתג כאשר מתמקדים בתדר גבוה, ליניאריות גבוהה ואובדן ליבה מופחת.
בְּנִיָה
המבנה הבסיסי של משרן ליבת האוויר הוא, שהוא מורכב מסלילים עם מספר סיבובי תיל שמלופפים על קרטון רגיל. לכן, ניתן להשתמש בקרמיקה או ביצירת פלסטיק כחומר מבודד. במשרן זה, הפער בתבנית נייר או פלסטיק פועל כמו ליבה. אז לפער הזה אין כלום אבל יש לו אוויר בתוך הראשון, הידוע כל כך בתור משרן ליבת האוויר. לכן, האוויר פועל בתור ליבה.
עקרון עבודה
משרנים אלה פועלים על בסיס שלאוויר יש מוליכות חשמלית מינימלית למדי. אז גם השראות ליבת האוויר נמוכה, מייצרת שדה מגנטי חלש. בגלל יצירת השדה המגנטי הקטן של ליבות האוויר, הוא משיג עליית זרם מהירה יותר תוך הימנעות מאובדן אות. הפסד זה קורה בעיקר בכל פעם שמשרן יוצר עוצמות שדה מגנטי גבוהות בתוך מעגל חשמלי.
ההבדל בין משרן ליבת אוויר לעומת משרן ליבה מוצקה
ההבדל בין משרני ליבת אוויר למשרני ליבה מוצקים כולל את הדברים הבאים.
|
משרן ליבת אוויר |
משרן ליבה מוצקה |
| למשרן ליבת אוויר אין ליבה מוצקה בסליל. | למשרן ליבה מוצקה יש ליבה מוצקה בסליל. |
| משרן זה נמוך בהרבה בהשוואה למשרן הליבה המוצקה. | משרן הליבה המוצקה הוא די גדול. |
| ערך השראות של משרן זה נמוך בהרבה. | ערך השראות של משרן הליבה המוצקה הוא הרבה יותר גבוה. |
| אלה אינם יקרים בהשוואה לליבה מוצקה. | משרנים אלה יקרים. |
השראות של משרן ליבת אוויר
ניתן לבטא את נוסחת השראות של ליבת אוויר חד-שכבתית בצורה פשוטה d2n2/18d+40z .
איפה,
'D' מייצג את קוטר הסליל.
'n' מייצג את ה-No. של סיבובים בתוך הסליל.
'z' מייצג את אורך המשרן.
השראות נמדדת בפשטות ב-μH או במיקרו-הנרים.
יתרונות חסרונות
ה היתרונות של משרני ליבת אוויר כלול את הבאים.
- הבנייה של משרן זה היא פשוטה מאוד.
- משרנים אלה מציעים מספר יתרונות ללא רוויה, ללא הפסדי ברזל והפעלה בתדר גבוה.
- זה לא תלוי בקצב הזרם שהוא נושא.
- משרן זה גם מסיר את הפסדי הברזל מהליבה המגנטית.
- בתדרים גבוהים, למשרן זה אין הפסדי ליבה ועיוותים.
- סוג זה של משרן אינו יקר.
- אובדן האות הקל מתרחש בעוצמות שדה מגנטי מקסימליות.
- תדר אלקטרומגנטי הנישא על ידי משרן זה הוא עד 1 גיגה-הרץ, אולם כאשר התדר עובר את ה-100 מגה-הרץ, משרני ליבה פרומגנטיים חווים אובדן.
ה חסרונות של משרני ליבת אוויר כלול את הבאים.
- גודלו של משרן זה גדול.
- גורם ה-Q של משרן זה נמוך.
- ערך השראות הגבוה של משרנים אלה אינו אפשרי.
- מספר הסיבובים בתוך סליל הנדרש כדי להשיג את השראות הדומה שתתרחש בתוך משרן ליבה מוצקה.
- המוליכות החשמלית הנמוכה יותר של האוויר הופכת לחדירות מגנטית נמוכה ולאחר מכן השראות נמוכה יותר.
יישומים/שימושים של משרן ליבת אוויר
היישומים של משרני ליבת אוויר כוללים את הדברים הבאים.
- משרנים אלה משמשים בעיקר לתכנון סלילי כוונון RF.
- אלה נחוצים עבור יישומים שונים כמו התקני מחשב, מכשירים אלקטרוניים, טלוויזיות, התקני תקשורת, מטענים ניידים ו-DVD.
- משרנים אלה משמשים גם במעגלי סנובר, מעגלי סינון ויישומים מבוססי תדר גבוה כמו מקלטי טלוויזיה ורדיו.
- ניתן להשתמש במשרן זה גם ביישומים בתדר נמוך שנעים בין 20 הרץ - 1 מגהרץ.
- אלה משמשים בעיקר עבור צימוד בין-שלבי.
- משרנים אלה ממלאים תפקיד מפתח בתכנון סלילי כוונון RF ו-IF.
- הוא משמש כדי להבטיח השראות שיא נמוכה יותר, אך גם מפחית את הפסדי האנרגיה הקשורים אליו משרני פריט .
- משרנים אלה משמשים במשדרי רדיו כדי להפחית את הרעידות ההרמוניות כאשר אותות אלקטרומגנטיים עוברים על פניהם.
- אלה משמשים ברמקולי סטריאו Hi-Fi כדי להבטיח עיוות צליל מינימלי.
לפיכך, מדובר בסך הכל סקירה כללית של משרן ליבת אוויר - עבודה עם אפליקציות. משרנים אלה פשוט מספקים פתרונות יעילים לדרישות מגנטיות במצב מתג, במיוחד כאשר מתמקדים בתדר גבוה, ליניאריות גבוהה ואובדן ליבה מופחת. בנוסף, אלה גם פתרונות אידיאליים ברגע שהמקום אינו אוסר. הנה שאלה בשבילך, מה תפקידו של משרן?
