Grundlegende Elektronik - HF-Induktivitäten

HF-Induktivitäten sind die radio frequency Induktivitäten, die bei verwendet werden high resonant frequencies. Dies kann ein mehrschichtiger Spuleninduktor oder ein dünnfilmbeschichteter Keramikinduktor oder ein drahtgewickelter Keramikinduktor sein. Die folgende Abbildung zeigt einige HF-Induktivitäten.

Diese Induktoren sind gekennzeichnet durch low current rating und high electrical resistance. Da hier jedoch die hohen Frequenzen verwendet werden, steigt der Drahtwiderstand. Aufgrund dieser hohen Resonanzfrequenzen treten auch nur wenige Effekte auf. Schauen wir sie uns an.

Hauteffekt

Bei hohen Frequenzen neigt der Wechselstrom zu einer ungleichen Stromverteilung durch den Leiter. Der elektrische Strom fließt an der Oberfläche des Leiters stärker als in seiner Mitte. Es bekommt seine Energie in der konzentriertskin des Leiters, wobei der tiefe Kern des Leiters verbleibt, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.

Wenn sich die Energie auf der Haut des Leiters konzentriert, wird dieser Effekt als der bezeichnet Skin Effect. Tatsächlich wird dieser Hauteffekt durch die Wirbelströme verursacht, die durch das sich ändernde Magnetfeld erzeugt werden, das aus Wechselstrom resultiert. Heutzutage werden die Leiter, die höhere Frequenzen tragen, in Form einer Röhre hergestellt, um das Gewicht und die Kosten der Leiter zu reduzieren.

Näheeffekt

Zusammen mit dem obigen ist dies ein weiterer Effekt, der hier beobachtet wird. Der Näherungseffekt erhöht den Widerstand des Drahtes bei hohen Frequenzen. Nähe ist das Wort, das besagt, dass der Effekt aktiviert sein wirdadjacent wires. Die folgende Abbildung zeigt die Stromkonzentration an den Kanten der benachbarten Kabel.

Jede Windung hat ein Magnetfeld, das Wirbelströme im Draht induziert, wodurch der Strom auf die Seite des benachbarten Drahtes fokussiert wird. Durch diesen Effekt wird die effektive Querschnittsfläche des Drahtes verringert und seineresistance gets increased.

Parasitäre Kapazität

Normalerweise enthält eine Induktivität intern einen Widerstand in Reihe (Drahtwiderstand) und einen Kondensator im Nebenschluss (parasitäre Kapazität). Jede Wicklung hat in einem Induktor ein leicht unterschiedliches Potential. Die folgende Abbildung zeigt den Kapazitätseffekt in einer Induktivität.

Die zwei Leiter, die in jeder Windung vorhanden sind, wirken als Kondensatorplatten mit Luft als Dielektrikum. Eine Kapazität namensParasitic Capacitanceexistiert hier. Um dies bei bestimmten Anwendungen zu vermeiden, sind die Wicklungen weit voneinander entfernt.

Mit zunehmender Frequenz nimmt die Impedanz der parasitären Kapazität ab und die Impedanz des Induktors nimmt zu. Daher neigt der Induktor dazu, sich wie ein Kondensator zu verhalten.

Dielektrische Verluste

Der Strom durch den Leiter eines Induktors bewirkt, dass die Moleküle der Isolatoren Energie in Form von Wärme ausüben. Je höher die Frequenz, desto größer ist die Wärmeableitung.

Drosseln

Induktivitäten werden auch als Drosseln bezeichnet. Ein Induktor blockiert Wechselstromkomponenten und sendet Gleichstromkomponenten durch ihn. Daher kann ein Induktor, wenn er Wechselstrom drosselt oder stoppt, einfach als a bezeichnet werdenChoke.

Eine Spule aus isoliertem Draht wird häufig auf einen Magnetkern gewickelt, um eine Drossel zu bilden. Mit zunehmender Signalfrequenz steigt die Impedanz der Drossel. Aufgrund seiner Reaktanz kann es die Menge an Wechselstrom durch es begrenzen. Obwohl aufgrund seines geringen elektrischen Widerstands praktisch eine gewisse Menge Wechselstrom durch ihn fließt. Diese werden meist in Röhrenleuchten und in Transformatoren in elektronischen Anwendungen eingesetzt.