Induktanser

Induktanser, ofte induktorer, är elektriska komponenter som lagrar energi i ett magnetfält som bildas när en ström passerar genom en spole. De motverkar snabba förändringar i strömmen och används därför i många olika konstruktioner för filtrering, energilagring och arkreparation. För en ideal induktor följer spänningen relationen V = L di/dt, där L är induktansen i henry (H). Den lagrade energin i magnetfältet är E = 1/2 L I^2.

Enhet och teoretiska modellering: Induktansens enhet är henry. En förenklad formel för en enkel spole i homogent kärnmaterial är L = μ N^2 A / l, där μ är permeabiliteten, N antalet varv, A tvärsnittsarea och l längden på spolens kärna. I praktiken är induktorer ofta av luftkärnetyp, järnkärna (t.ex. ferrit eller järn), eller toroidala former. Vissa induktorer är variabla eller justerbara via en innerkärna eller tantal.

Egenskaper och nackdelar: Verkliga induktorer har inte bara induktans utan även DC-resistans (DCR), parasitisk kapacitans och kärnlossar som påverkar uppträdandet vid högre frekvenser. Detta innebär en självresonansfrekvens (SRF) vid vilken induktansen faller och reaktansen blir resistiv. Kärnmaterial och DC-bias kan också påverka induktansen och dess effektiva värde.

Användningar: Induktanser används som filtreringskomponenter i lågfreq- och högfrekvenskretsar, som spolar i strömförsörjningar och RF-kretsar, samt som energilagringsenheter i switchade nätdelar. De fungerar ofta som byggstenar i transformatorer när flera induktorer används med samtidig magnetisk koppling.

Urval och design: Vid val av induktor beaktas värde L, tolerans, strömkapacitet, DCR, SRF och temperaturkoefficient. Valet påverkas av applikationens frekvens och krav på effektivitet och storlek.