newyddion

Sut mae Anwythyddion yn Gweithio

Gan: Marshall Brain

anwythydd

Un defnydd mawr o anwythyddion yw eu cyfuno â chynwysorau i greu osgiliaduron. DELWEDDAU HUNTSTOCK / GETTY

Mae anwythydd mor syml ag y gall cydran electronig ei gael - coil o wifren ydyw. Mae'n troi allan, fodd bynnag, y gall coil o wifren wneud rhai pethau diddorol iawn oherwydd priodweddau magnetig coil.

Yn yr erthygl hon, byddwn yn dysgu popeth am anwythyddion a'r hyn y cânt eu defnyddio ar eu cyfer.

Cynnwys

Anwythydd Sylfaenol

Henries

Cais Inductor: Synwyryddion Goleuadau Traffig

Anwythydd Sylfaenol

Mewn diagram cylched, dangosir anwythydd fel hyn:

Er mwyn deall sut y gall anwythydd weithio mewn cylched, mae'r ffigur hwn yn ddefnyddiol:

Beth welwch chi yma yw batri, bwlb golau, coil o wifren o amgylch darn o haearn (melyn) a switsh. Mae'r coil o wifren yn inductor. Os ydych chi wedi darllen Sut mae Electromagnetau'n Gweithio, efallai y byddwch chi'n sylweddoli mai electromagnet yw'r anwythydd.

Pe baech chi'n tynnu'r anwythydd allan o'r gylched hon, yr hyn fyddai gennych chi yw golau fflach arferol. Rydych chi'n cau'r switsh ac mae'r bwlb yn goleuo. Gyda'r inductor yn y gylched fel y dangosir, mae'r ymddygiad yn hollol wahanol.

Gwrthydd yw'r bwlb golau (mae'r gwrthiant yn creu gwres i wneud i'r ffilament yn y bwlb lewyrch — gweler Sut Mae Bylbiau Golau'n Gweithio am fanylion). Mae gan y wifren yn y coil wrthwynebiad llawer is (gwifren yn unig ydyw), felly yr hyn y byddech chi'n ei ddisgwyl pan fyddwch chi'n troi'r switsh ymlaen yw i'r bwlb ddisgleirio'n fach iawn. Dylai'r rhan fwyaf o'r cerrynt ddilyn y llwybr gwrthiant isel drwy'r ddolen. Yr hyn sy'n digwydd yn lle hynny yw pan fyddwch chi'n cau'r switsh, mae'r bwlb yn llosgi'n llachar ac yna'n pylu. Pan fyddwch chi'n agor y switsh, mae'r bwlb yn llosgi'n llachar iawn ac yna'n mynd allan yn gyflym.

Y rheswm am yr ymddygiad rhyfedd hwn yw'r anwythydd. Pan fydd cerrynt yn dechrau llifo yn y coil am y tro cyntaf, mae'r coil eisiau adeiladu maes magnetig. Tra bod y cae yn adeiladu, mae'r coil yn atal llif y cerrynt. Unwaith y bydd y cae wedi'i adeiladu, gall cerrynt lifo'n normal trwy'r wifren. Pan fydd y switsh yn cael ei agor, mae'r maes magnetig o amgylch y coil yn cadw'r cerrynt i lifo yn y coil nes bod y cae yn cwympo. Mae'r cerrynt hwn yn cadw'r bwlb wedi'i oleuo am gyfnod o amser er bod y switsh ar agor. Mewn geiriau eraill, gall anwythydd storio ynni yn ei faes magnetig, ac mae anwythydd yn tueddu i wrthsefyll unrhyw newid yn y swm o gerrynt sy'n llifo drwyddo.

Meddyliwch am ddŵr…

Un ffordd o ddelweddu gweithred anwythydd yw dychmygu sianel gul gyda dŵr yn llifo drwyddi, ac olwyn ddŵr drom sydd â'i rhwyfau yn trochi i'r sianel. Dychmygwch nad yw'r dŵr yn y sianel yn llifo i ddechrau.

Nawr rydych chi'n ceisio dechrau'r dŵr i lifo. Bydd yr olwyn padlo yn tueddu i atal y dŵr rhag llifo nes ei fod wedi dod i fyny â'r dŵr. Os byddwch wedyn yn ceisio atal llif y dŵr yn y sianel, bydd yr olwyn ddŵr nyddu yn ceisio cadw'r dŵr i symud nes bod ei gyflymder cylchdroi yn arafu'n ôl i gyflymder y dŵr. Mae anwythydd yn gwneud yr un peth â llif electronau mewn gwifren - mae anwythydd yn gwrthsefyll newid yn llif electronau.

DARLLENWCH MWY

Henries

Rheolir cynhwysedd anwythydd gan bedwar ffactor:

Nifer y coiliau - Mae mwy o goiliau yn golygu mwy o anwythiad.

Y deunydd y mae'r coiliau wedi'u lapio o'u cwmpas (y craidd)

Ardal drawsdoriadol y coil - Mae mwy o arwynebedd yn golygu mwy o anwythiad.

Hyd y coil - Mae coil byr yn golygu coiliau culach (neu gorgyffwrdd), sy'n golygu mwy o anwythiad.

Mae rhoi haearn yng nghraidd anwythydd yn rhoi llawer mwy o anwythiad iddo nag y byddai aer neu unrhyw graidd anfagnetig.

Yr uned safonol o anwythiad yw'r henry. Yr hafaliad ar gyfer cyfrifo nifer yr henries mewn anwythydd yw:

H = (4 * Pi * #Turns * #Turns *Coil Area *mu) / (coil Hyd * 10,000,000)

Mae arwynebedd a hyd y coil mewn metrau. Y term mu yw athreiddedd y craidd. Mae gan aer athreiddedd o 1, tra gallai dur fod â athreiddedd o 2,000.

Cais Inductor: Synwyryddion Goleuadau Traffig

Gadewch i ni ddweud eich bod yn cymryd coil o wifren efallai 6 troedfedd (2 fetr) mewn diamedr, sy'n cynnwys pump neu chwe dolen o wifren. Rydych chi'n torri rhai rhigolau mewn ffordd ac yn gosod y coil yn y rhigolau. Rydych chi'n atodi mesurydd anwythiad i'r coil ac yn gweld beth yw anwythiad y coil.

Nawr rydych chi'n parcio car dros y coil ac yn gwirio'r anwythiad eto. Bydd yr anwythiad yn llawer mwy oherwydd y gwrthrych dur mawr sydd wedi'i leoli ym maes magnetig y ddolen. Mae'r car sydd wedi'i barcio dros y coil yn gweithredu fel craidd yr inductor, ac mae ei bresenoldeb yn newid anwythiad y coil. Mae'r rhan fwyaf o synwyryddion goleuadau traffig yn defnyddio'r ddolen yn y modd hwn. Mae'r synhwyrydd yn profi anwythiad y ddolen yn y ffordd yn gyson, a phan fydd yr anwythiad yn codi mae'n gwybod bod car yn aros!

Fel arfer rydych chi'n defnyddio coil llawer llai. Un defnydd mawr o anwythyddion yw eu cyfuno â chynwysorau i greu osgiliaduron. Gweler Sut Mae Osgiliaduron yn Gweithio am fanylion.