Induktorspulen

Induktorspulen sind gewickelte Leiter, die in elektronischen Schaltungen als Induktivität dienen. Durch das Umwickeln eines Leiters wird ein Magnetfeld aufgebaut, in dem Energie gespeichert wird. Die Grundgröße ist die Induktivität L, gemessen in Henry (H).

Aufbau und Typen: Typisch besteht eine Induktorspule aus isoliertem Draht, der um einen Spulenkörper gewickelt ist. Je nach Anwendung kommen Luftkerne oder ferromagnetische Kerne (z. B. Ferrit oder Eisen) zum Einsatz. Formen reichen von toroidalen Spulen über zylindrische Bauformen bis zu Pot-Spulen. Eine Induktorspule hat in der Regel eine einzige Wicklung; bei Transformatoren befinden sich zwei oder mehr Wicklungen.

Eigenschaften: Die Induktivität bestimmt den Wechselstromwiderstand Z = jωL, wobei ω die Kreisfrequenz ist. Die Blindimpedanz X_L = ωL. Mit steigender Frequenz treten parasitäre Elemente wie ESL (Laufschwingungen der Leitung) und ESR (Widerstand der Wicklung) hervor, die das Verhalten beeinflussen. Kernmaterialien beeinflussen Sättigung, Verluste und Temperaturkoeffizienten. Die Induktivität lässt sich bei einfachen Formen näherungsweise durch L ≈ μ0 μr N^2 A / l beschreiben, wobei N die Windungen, A der effektive Kernquerschnitt und l der magnetische Weg ist.

Anwendungen: Induktorspulen finden Nutzung in Filtern (T- oder Pi-Netze), Drosseln zur Glättung von Gleichströmen, frequenzbestimmten Schwingkreisen, Impedanzanpassung und Energiespeicherung in Schaltnetzteilen.

Design und Kennwerte: Wichtige Parameter sind Induktivität L, Nennstrom, Gleichstrombelastbarkeit, Q-Faktor, ESR, ESL, Kernmaterial und Temperaturkoeffizient. Auswahl erfolgt nach Frequenz, Leistungsanforderungen und Temperaturbedingungen. Praktische Aspekte sind Sättigung, Kernverluste und parasitäre Effekte.