Hvað er spóla?

Upprunalega Bingsen iðnaðarstýring

Spanleiki er eðlisfræðilegur eiginleiki í rafrás sem lýsir því hvernig rafrásaríhlutir standast breytingar á straumi og mynda spennu. Til að útskýra þetta hugtak í smáatriðum og á einfaldan hátt skulum við skoða það í nokkrum hlutum:

1. Straumur og segulsvið
Í fyrsta lagi er mikilvægt að skilja að þegar straumur fer í gegnum vír myndar hann segulsvið. Þetta er grundvallarregla rafsegulfræðinnar. Styrkur segulsviðs fer eftir stærð straumsins: því meiri sem straumurinn er, því sterkara er segulsviðið sem myndast.

2. Rafsegulfræðileg örvun
Næst munum við kynna rafsegulfræðilega örvun. Lögmál Faradays um rafsegulfræðilega örvun segir okkur að breytilegt segulsvið geti myndað spennu í leiðurum í kring. Þetta þýðir að ef þú ert með segulsvið og styrkleiki þess breytist, getur það „örvað“ eða „framkallað“ spennu í nálægum vírum.

3. Virkni spans
Hvernig virkar spann? Þegar þú ert með vír (eins og spólu) og setur rafmagn inni í honum myndast segulsvið. Ef straumurinn byrjar að breytast (aukast eða minnka), þá breytist segulsviðið í kringum hann einnig. Samkvæmt lögmáli Faradays mun þetta breytta segulsvið mynda örvaða spennu á vírnum, sem reynir að viðhalda upprunalegu straumflæði óbreyttu. Þetta fyrirbæri er birtingarmynd spanns.

Ef straumurinn eykst mun spólan mynda bakspennu og reyna að minnka strauminn. Ef straumurinn minnkar mun spólan mynda framspennu og reyna að auka strauminn. Þess vegna eru spólur stundum lýstar sem „tregðu“ straumsins, sem standast breytingar á straumi.

4. Spóla og spankraftur
Í reyndum tilgangi, til að auka áhrif rafleiðni, eru vírar venjulega vafðir í spóluform. Hver vír inni í spólunni mun hafa áhrif á hvor annan vegna segulsviðsins sem myndast af aðliggjandi spólum, sem gerir rafleiðni allrar spólunnar mun meiri en í beinum leiðara.

5. Umsókn
Spólur hafa marga hagnýta notkunarmöguleika. Til dæmis er hægt að nota spólur í rafbúnaði til að jafna spennusveiflur; í þráðlausum samskiptabúnaði eru þær notaðar ásamt þéttum til að búa til sveiflurásir sem geta síað út merki á ákveðnum tíðnum.

(1) Rafsía
Spólur eru notaðar í aflrásum, sérstaklega í rofaaflgjöfum, til að jafna straum og spennu, draga úr hávaða og snúningum. Þær eru notaðar til að bæla niður hátíðnihávaða og veita stöðugan jafnstraum til rafrása.
(2) Ómunarrás og tíðnival
Spólar og þéttar eru notaðir saman til að mynda ómsveiflurásir sem geta valið eða magnað merki á ákveðnum tíðnum. Þetta er mjög mikilvægt í þráðlausum samskiptatækjum eins og útvarpi og farsímum, þar sem það er hægt að nota til tíðnisíuns og stillingar.

(3) Orkugeymsla og flutningur
Spólur þjóna sem orkugeymslueiningar í rafrásum, sérstaklega í púlsaflgjöfum og tímabundnum orkugeymsluforritum. Í spennum eru spólur notaðar til að flytja orku milli mismunandi rafrása með segultengingu og leyfa breytingar á spennu og straumi.
(4) Takmörkunarstraums- og ofstraumsvörn
Í ræsi- og aflgjafarásum rafmótora geta spólur takmarkað hraða straumhækkunar og hámarksstraums, og þannig veitt ofstraumsvörn og komið í veg fyrir skemmdir á rafrásinni.

(5) Merkjavinnsla
Í hliðrænni merkjavinnslu eru spólur notaðar til að sía út hátíðnimerki, passa viðnám og seinka merki. Þær eru algengar í ýmsum síugerðum.
(6) Deyfing á rafsegultruflunum (EMI)
Spólun er notuð til að bæla niður og sía rafsegultruflanir (EMI), sem getur komið í veg fyrir að hávaði komist inn í rafrásina og einnig komið í veg fyrir að hávaði berist frá henni, og þannig forðast truflanir á öðrum tækjum.

(7) Skynjarar
Í sumum skynjaratækni eru spólur notaðar til að greina breytingar á segulsviðum, sem geta tengst staðsetningu, hraða eða öðrum eðlisfræðilegum stærðum.
(8) Leiðrétting á aflstuðli
Í riðstraumskerfum eru spólar og þéttar notaðir saman til að bæta aflsstuðul, draga úr notkun hvarfgjarnrar orku og þannig auka skilvirkni raforkunýtingar.

6. Mælieining
Einingin fyrir spann er Henry (H), nefnd eftir bandaríska vísindamanninum Joseph Henry. Ef spann spólu er 1 Henry, þá mun í hvert skipti sem straumurinn breytist um 1 amper á sekúndu myndast 1 volt spenna á spólunni.

samantekt
Þannig að í heildina er spann eiginleiki íhlutar sem standast breytingar á straumi með því að mynda öfuga spennu innan íhlutarins til að vinna gegn hröðum breytingum á straumi. Þessi einfalda meginregla hefur fjölbreytt notkunarsvið í rafeindatækni og rafmagnsverkfræði, allt frá einföldustu aflsíun til flókinnar stillingar á útvarpsbylgjum.